DE102018130138A1 - Susceptor in a CVD reactor - Google Patents

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Marcel Kollberg
Torsten Werner Bastke
Wilhelm Josef Thomas Krücken
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Suszeptor (6) für einen CVD-Reaktor (1), bei dem unterhalb eines Lagerplatzes (14) zur Lagerung eines Substrathalters (10) eine Höhlung (11) angeordnet ist, in die ein aus Gasen mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten bestehendes Wärmeübertragungsgas einspeisbar ist. Die Höhlung (11) erstreckt sich über die gesamte Fläche des Lagerplatzes (14) und besitzt keine in eine oberhalb des Lagerplatzes (14) angeordnete Prozesskammer (4) mündenden Öffnungen.The invention relates to a susceptor (6) for a CVD reactor (1) is feedable. The cavity (11) extends over the entire area of the storage area (14) and has no openings opening into a process chamber (4) arranged above the storage area (14).

Description

Gebiet der TechnikTechnical field

Die Erfindung betrifft einen Suszeptor zur Verwendung in einem CVD-Reaktor mit einer bei der Verwendung einer Prozesskammer zugewandten Prozessseite, über die bei der Verwendung eine Gasströmung in einer Strömungsrichtung strömt und mit einer bei der Verwendung der Prozessseite gegenüberliegenden Rückseite, wobei die Prozessseite zumindest einen Lagerplatz zur Lagerung eines Substrates oder eines ein Substrat lagernden Substrathalter umfasst, mit einer dem Lagerplatz zugeordneten, zwischen Prozessseite und Rückseite angeordneten Höhlung, in welche eine Gaszuleitung mündet und aus welcher eine Gasableitung herausführt.The invention relates to a susceptor for use in a CVD reactor with a process side facing when using a process chamber, over which a gas flow flows in a flow direction when used and with a rear side opposite when using the process side, the process side having at least one storage location for storing a substrate or a substrate holder supporting a substrate, with a cavity associated with the storage location and arranged between the process side and rear side, into which a gas supply line opens and from which a gas discharge line leads out.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine CVD-Reaktoranordnung mit einem derartigen Suszeptor, wobei die CVD-Reaktoranordnung weiter aufweist einen CVD-Reaktor mit einem Gehäuse, in dem der Suszeptor und ein Gaseinlassorgan sowie eine Heizeinrichtung angeordnet sind, und eine Gasversorgungseinrichtung mit einer Gasmischeinrichtung zur Mischung eines Wärmeübertragungsgases, welches in eine Höhlung des Suszeptors einspeisbar ist.The invention further relates to a CVD reactor arrangement with such a susceptor, the CVD reactor arrangement further comprising a CVD reactor with a housing in which the susceptor and a gas inlet element and a heating device are arranged, and a gas supply device with a gas mixing device for mixing a heat transfer gas which can be fed into a cavity of the susceptor.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus noch ein Verfahren zum Abscheiden von Schichten auf einem Substrat mit einer derartigen Suszeptoranordnung.The invention also relates to a method for depositing layers on a substrate with such a susceptor arrangement.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 10 2006 018 514 A1 beschreibt eine CVD-Reaktoranordnung in einem Suszeptor der gattungsgemäßen Art. In Taschen eines Suszeptors lagern Substrathalter, die jeweils ein Substrat tragen. In den Boden der Taschen ist ein Spülgas einspeisbar, welches ein Gaspolster ausbildet, auf dem der Substrathalter schwebend gelagert ist. Der Raum zwischen der Unterseite des Substrathalters und dem Boden der Tasche bildet die oben beschriebene Höhlung aus. In die Höhlung kann ein von einer Gasmischeinrichtung bereitgestelltes Wärmeübertragungsgas eingespeist werden, das gleichzeitig das Gaskissen ausbildet. Das Wärmeübertragungsgas ist eine im Wesentlichen frei einstellbare Mischung aus einem stark wärmeleitenden Gas und einem geringer wärmeleitenden Gas, also beispielsweise H2 und N2 oder Helium und Argon.The DE 10 2006 018 514 A1 describes a CVD reactor arrangement in a susceptor of the generic type. Substrate holders, each carrying a substrate, are stored in pockets of a susceptor. A purge gas can be fed into the bottom of the pockets and forms a gas cushion on which the substrate holder is suspended. The space between the underside of the substrate holder and the bottom of the pocket forms the cavity described above. A heat transfer gas provided by a gas mixing device, which simultaneously forms the gas cushion, can be fed into the cavity. The heat transfer gas is an essentially freely adjustable mixture of a highly thermally conductive gas and a less thermally conductive gas, for example H 2 and N 2 or helium and argon.

Eine ähnliche Vorrichtung beschreibt die DE 100 56 029 A1 . Zur Variation des Wärmeflusses von einer unterhalb des Suszeptors angeordneten Heizeinrichtung zum Substrat wird die Dicke des Gaskissens variiert, auf dem der das Substrat tragende Substrathalter schwebend gelagert ist. Dies erfolgt durch eine Variation des Massenflusses des Spülgases in die Tasche. Das Spülgas tritt über einen Spalt in die Prozesskammer ein, der sich zwischen dem Rand des Substrathalters und der Wandung der Tasche erstreckt. Dieser Spalt mündet in eine prozessseitige Breitseitenfläche des Suszeptors, über die das Prozessgas strömt, welches von einem Gaseinlassorgan in die Prozesskammer eingespeist wird und welches sich auf der Substratoberfläche zerlegt, so dass Zerlegungsprodukte der Prozessgase als einkristalline Schicht auf der Substratoberfläche abgeschieden werden. Eine Variation des Spülgasflusses beeinflusst das Strömungsprofil innerhalb der Prozesskammer und damit die Transporteigenschaften des Prozessgases und insbesondere den lokalen Massenfluss, beispielsweise von TMGa, TMA1, NH3, AsH3 oder dergleichen zur Oberfläche des Substrates. Dies hat zur Folge, dass die Wachstumsraten der auf dem Substrat abgeschiedenen Schichten lokal variieren können. Dies läuft dem Ziel zuwider, möglichst lateral homogene Schichten auf einem Substrat abzuscheiden.A similar device describes the DE 100 56 029 A1 . In order to vary the heat flow from a heating device arranged below the susceptor to the substrate, the thickness of the gas cushion on which the substrate holder carrying the substrate is suspended is varied. This is done by varying the mass flow of the purge gas into the pocket. The purge gas enters the process chamber through a gap which extends between the edge of the substrate holder and the wall of the pocket. This gap opens into a process-side broadside surface of the susceptor, through which the process gas flows, which is fed into the process chamber by a gas inlet element and which breaks down on the substrate surface, so that decomposition products of the process gases are deposited as a single-crystalline layer on the substrate surface. A variation of the purge gas flow influences the flow profile within the process chamber and thus the transport properties of the process gas and in particular the local mass flow, for example from TMGa, TMA1, NH 3 , AsH 3 or the like to the surface of the substrate. As a result, the growth rates of the layers deposited on the substrate can vary locally. This runs counter to the goal of depositing layers that are as homogeneous as possible laterally on a substrate.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit denen sich der Wärmetransport von einer unterhalb des Suszeptors angeordneten Heizeinrichtung zum Substrat beeinflussen lässt, ohne dass das Strömungsprofil in der Prozesskammer beeinflusst wird.The invention is based on the object of specifying measures with which the heat transport from a heating device arranged below the susceptor to the substrate can be influenced without the flow profile in the process chamber being influenced.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der nebengeordneten Ansprüche sind, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen.The object is achieved by the invention specified in the claims, the subclaims not only being advantageous developments of the subordinate claims, but also representing independent solutions to the object.

Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass die Höhlung, in die insbesondere ein Wärmeübertragungsgas eingespeist wird, sich zumindest in Strömungsrichtung stromaufwärts und bevorzugt auch über die gesamte sich in Strömungsrichtung erstreckende Länge des Lagerplatzes zur Prozessseite hin geschlossen ist. Als Folge dieser Maßnahme tritt das in die Höhlung eingespeiste Gas erst stromabwärts aus der Höhlung heraus, so dass das aus der Höhlung heraustretende Gas das Strömungsprofil in der Prozesskammer an den für den Wachstumsprozess relevanten Stellen nicht oder nur gering beeinflusst. Es ist insbesondere vorgesehen, dass eine Gasableitung und insbesondere die einzige Gasableitung der Höhlung stromabwärts des Lagerplatzes angeordnet sind. Diese stromabwärtige Gasableitung kann in die Prozesskammer münden. Sie kann aber auch aus einer Umfangswandung des Suszeptors in einen den Suszeptor umgebenden Gasraum münden und somit beispielsweise direkt in einen Gasauslass. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Gasableitung, also die Gasaustrittsöffnung der Höhlung, derart angeordnet ist, dass das aus ihr austretende Gas in einen die Prozesskammer umgebenden Raum des CVD-Reaktors mündet. Die Gasaustrittsöffnung der Höhlung kann auch zur Rückseite des Suszeptors offen sein. In diesem Fall kann die Gasaustrittsöffnung der Höhlung sogar in Strömungsrichtung vor dem Lagerplatz angeordnet sein. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Suszeptor eine Kreisscheibenform aufweist und die Strömungsrichtung vom Zentrum nach außen gerichtet ist. Mehrere Lagerplätze können in Umfangsrichtung um das Zentrum angeordnet sein. Das in die Höhlung eingespeiste Spülgas kann die Höhlung parallel zur Strömungsrichtung oder entgegen der Strömungsrichtung durchströmen. Eine Gaszuleitung kann somit im radial inneren Bereich der Höhlung und eine Gasableitung im radial äußeren Bereich der Höhlung vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, dass die Gaszuleitung radial außerhalb der Höhlung und die Gasableitung radial innerhalb der Höhlung angeordnet sind. Die Gasableitung ist dann aber so angeordnet, dass das aus ihr heraustretende Wärmeübertragungsgas nicht in die Prozesskammer, sondern in einen die Prozesskammer umgebenden Raum des CVD-Reaktors oder in einen gesonderten Gasableitkanal strömt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Höhlung eine Höhe von maximal 2 mm aufweist, sich aber über eine Fläche erstreckt, in der der Grundriss eines Lagerplatzes liegt. Die Höhe der Höhlung beträgt bevorzugt aber maximal 1 mm und bevorzugt maximal 0,5 mm. Der Lagerplatz erstreckt sich bevorzugt in einer Horizontalebene, so dass die Höhlung sich unterhalb der gesamten Fläche des Lagerplatzes erstreckt. Damit wird erreicht, dass die von einer unterhalb des Suszeptors angeordneten Heizeinrichtung in den Suszeptor eingespeiste Wärme durch das in die Höhlung eingespeiste Gas hindurch zum Suszeptor fliessen muss. Die Wärme wird vom Substrat durch die Prozesskammer hindurch zu einer Prozesskammerdecke abgegeben, die gekühlt ist. Die Wärmeleiteigenschaft der Höhlung kann durch Einspeisen einer variierbaren Gasmischung aus einem stark wärmeleitenden und einem schwach wärmeleitenden Gas eingestellt werden, wobei als Gaspaare beispielsweise Wasserstoff/Stickstoff oder Argon/Helium verwendet werden kann. In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass jeder Lagerplatz eine Tasche aufweist. Der Boden der Tasche kann eine Spülgasöffnung aufweisen, wie sie bereits in dem eingangs genannten Stand der Technik beschrieben ist. Durch die Spülgasöffnung kann ein Spülgas in die Tasche eingespeist werden, um den in der Tasche einliegenden Substrathalter auf einem Gaskissen zu tragen. Der Boden besitzt hierzu bevorzugt mehrere Spülgaseintrittsöffnungen, die in spiralförmige Vertiefungen des Bodens münden, so dass sich ein gerichteter Gasstrom ausbildet, der nicht nur das Gaskissen ausbildet, sondern auch eine Drehbewegung auf den Substrathalter überträgt, so dass dieser sich in der Tasche dreht. Bei einer derartigen Ausgestaltung befinden sich zwischen Rückseite des Suszeptors zwei die gesamte Fläche des Lagerplatzes einnehmende Höhlungen, durch die individuell Gase hindurchströmen können. Durch die erfindungsgemäße Höhlung kann ein Wärmeübertragungsgas mit variierenden Wärmeübertragungseigenschaften eingespeist werden, das nicht in die Prozesskammer strömt. Durch die Höhlung, in der sich das Gaspolster ausbildet, kann ein nicht variierender Gasstrom zum Drehantrieb des Suszeptors eingespeist werden, welches Gas in die Prozesskammer strömen kann. Es können aber auch geeignete Gasableitungen vorgesehen sein, mit denen dieses Gas zumindest teilweise anderweitig die Tasche verlässt. Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung besteht der Suszeptor aus zwei Platten. Die beiden Platten können eine obere Platte und eine untere Platte ausbilden. Die beiden Platten können einen identischen Grundriss aufweisen. Die beiden Platten können eine Kreisform oder eine Kreisringform ausbilden. In der oberen Platte befinden sich die Lagerplätze, die bevorzugt von Lagertaschen ausgebildet sind. Die beiden Platten bilden aufeinander zuweisende Breitseitenflächen, die berührend aneinanderliegen. Zumindest eine der beiden Breitseitenflächen besitzt lokale Vertiefungen, die die Temperierhöhlungen ausbilden. Bevorzugt besitzt die obere Platte an ihrer Unterseite die Vertiefungen. Die Gasaustrittsöffnung, also die Gasableitung der Höhlung, kann ebenfalls von einem Abschnitt der Vertiefung ausgebildet sein. Die Gaszuleitung kann von einer Bohrung der unteren Platte ausgebildet sein. Die Gasableitung der Höhlung erstreckt sich dann im Bereich einer Schmalseite des Suszeptors im Bereich der Fuge zwischen oberer und unterer Platte. Die in die untere Breitseitenfläche der oberen Platte eingearbeitete Vertiefung besitzt einen größeren Grundriss als die darüber angeordnete Lagertasche. Jeder Lagertasche ist individuell eine Höhlung beziehungsweise eine die Höhlung ausbildende Vertiefung zugeordnet, wobei der Grundriss der Tasche vollständig im Grundriss der Vertiefung liegt und die Fläche der Vertiefung größer ist als die Fläche des Bodens der Lagertasche. In der oberen Platte des Suszeptors können darüber hinaus Gasverteilkanäle zur Verteilung eines Spülgases vorgesehen sein, welches Spülgas in den Boden der Tasche eintritt.First and foremost, it is proposed that the cavity, into which in particular a heat transfer gas is fed, be closed at least upstream in the flow direction and preferably also over the entire length of the storage location extending in the flow direction to the process side. As a result of this measure, the gas fed into the cavity only emerges downstream of the cavity, so that the gas emerging from the cavity does not or only slightly influences the flow profile in the process chamber at the points relevant to the growth process. In particular, it is provided that a gas discharge line and in particular the only gas discharge line of the cavity are arranged downstream of the storage area. This downstream gas discharge can open into the process chamber. However, it can also open out from a peripheral wall of the susceptor into a gas space surrounding the susceptor and thus, for example, directly into a gas outlet. However, it is also provided that the gas discharge line, that is to say the gas outlet opening of the cavity, is arranged in such a way that the gas emerging from it enters one of the Process chamber surrounding space of the CVD reactor opens. The gas outlet opening of the cavity can also be open to the rear of the susceptor. In this case, the gas outlet opening of the cavity can even be arranged in the flow direction in front of the storage area. In a development of the invention it is provided that the susceptor has a circular disk shape and the flow direction is directed outwards from the center. Several storage locations can be arranged in the circumferential direction around the center. The purge gas fed into the cavity can flow through the cavity parallel to the flow direction or counter to the flow direction. A gas supply line can thus be provided in the radially inner region of the cavity and a gas outlet in the radially outer region of the cavity. However, it is also possible for the gas supply line to be arranged radially outside the cavity and the gas discharge line to be arranged radially inside the cavity. The gas discharge line is then arranged such that the heat transfer gas emerging from it does not flow into the process chamber, but into a space of the CVD reactor surrounding the process chamber or into a separate gas discharge channel. In particular, it is provided that the cavity has a maximum height of 2 mm, but extends over an area in which the floor plan of a storage area lies. The height of the cavity is preferably at most 1 mm and preferably at most 0.5 mm. The storage area preferably extends in a horizontal plane, so that the cavity extends below the entire area of the storage area. This ensures that the heat fed into the susceptor by a heating device arranged below the susceptor must flow through the gas fed into the cavity to the susceptor. The heat is released from the substrate through the process chamber to a process chamber ceiling that is cooled. The thermal conductivity of the cavity can be adjusted by feeding in a variable gas mixture of a highly thermally conductive and a weakly thermally conductive gas, with hydrogen / nitrogen or argon / helium being used as gas pairs. In a development of the invention, it is proposed that each storage space has a pocket. The bottom of the bag can have a purge gas opening, as already described in the prior art mentioned at the beginning. A purge gas can be fed into the pocket through the purge gas opening in order to carry the substrate holder lying in the pocket on a gas cushion. For this purpose, the floor preferably has a plurality of flushing gas inlet openings which open into spiral recesses in the floor, so that a directed gas flow is formed which not only forms the gas cushion but also transmits a rotary movement to the substrate holder, so that the substrate holder rotates in the pocket. In such an embodiment, there are two cavities between the rear of the susceptor, which occupy the entire area of the storage area, through which gases can flow individually. The cavity according to the invention allows a heat transfer gas with varying heat transfer properties to be fed in, which does not flow into the process chamber. Through the cavity in which the gas cushion is formed, a non-varying gas flow can be fed to the rotary drive of the susceptor, which gas can flow into the process chamber. However, suitable gas discharge lines can also be provided with which this gas leaves the pocket at least in some other way. According to a preferred variant of the invention, the susceptor consists of two plates. The two plates can form an upper plate and a lower plate. The two panels can have an identical floor plan. The two plates can form a circular shape or a circular ring shape. In the upper plate are the storage spaces, which are preferably formed by storage pockets. The two plates form broad side surfaces that face one another and touch one another. At least one of the two broad side surfaces has local depressions which form the tempering cavities. The upper plate preferably has the depressions on its underside. The gas outlet opening, that is, the gas discharge of the cavity, can also be formed by a section of the depression. The gas feed line can be formed by a bore in the lower plate. The gas discharge from the cavity then extends in the area of a narrow side of the susceptor in the area of the joint between the upper and lower plate. The recess worked into the lower broad side surface of the upper plate has a larger floor plan than the storage pocket arranged above it. Each storage pocket is individually assigned a cavity or a depression forming the cavity, the floor plan of the pocket lying completely in the floor plan of the depression and the area of the depression being larger than the area of the bottom of the storage bag. In the upper plate of the susceptor, gas distribution channels can also be provided for distributing a purge gas, which purge gas enters the bottom of the pocket.

Die erfindungsgemäße CVD-Reaktoranordnung besitzt einen CVD-Reaktor mit einem Gaseinlassorgan, mit dem Prozessgase, beispielsweise metallorganische Verbindungen der dritten Hauptgruppe oder Hydride der fünften Hauptgruppe zusammen mit einem Trägergas, beispielsweise Wasserstoff, in eine Prozesskammer eingespeist werden, die sich zwischen einer gekühlten Prozesskammerdecke und dem beheizten Suszeptor erstreckt. Die erfindungsgemäße CVD-Reaktoranordnung besitzt darüber hinaus einen Suszeptor der zuvor beschriebenen Art, der von unten mit einer Heizeinrichtung, beispielsweise einer RF-Heizung oder einer IR-Heizung, beheizbar ist. Es ist zudem ein Gasauslassorgan vorgesehen, das an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, so dass der Binnendruck innerhalb der Prozesskammer regulierbar ist. Die Prozesskammer ist von einem mit einem Inertgas gespülten Raum umgeben, der im Wesentlichen denselben Totaldruck aufweist, wie die Prozesskammer. In diesen die Prozesskammer umgebenden Raum kann das in die erfindungsgemäße Höhlung eingespeiste Wärmeübertragungsgas austreten. Der Suszeptor kann von einer Dreheinrichtung drehangetrieben werden. Hierzu ruht ein Zentralbereich des Suszeptors auf einem drehantreibbaren Träger. Der Träger kann Gaszuleitungen aufweisen, durch welches die Gase einerseits zur Ausbildung des Gaskissens und andererseits zur Regulierung des Wärmetransportes hindurchströmen können. Die CVD-Reaktoranordnung besitzt darüber hinaus eine Gasmischeinrichtung, die Teil eines Gasversorgungssystems ist. Mit dieser Gasmischeinrichtung können Gase mit verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten zu einem Wärmeübertragungsgas zusammengemischt werden, welche in die Höhlungen eingespeist werden. Die Höhlungen bilden somit einstellbare Wärmeübertragungswiderstände beziehungsweise Temperierhöhlungen. Es kann vorgesehen sein, dass alle diese Temperierhöhlungen von einer gemeinsamen Versorgungsleitung mit Wärmeübertragungsgas versorgt werden. Es ist aber auch möglich, dass jede Temperierhöhlung individuell von einer individuellen Versorgungsleitung mit einer individuellen Gasmischung mit einem Wärmeübertragungsgas versorgt wird.The CVD reactor arrangement according to the invention has a CVD reactor with a gas inlet element, with which process gases, for example organometallic compounds of the third main group or hydrides of the fifth main group together with a carrier gas, for example hydrogen, are fed into a process chamber, which is located between a cooled process chamber ceiling and extends the heated susceptor. The CVD reactor arrangement according to the invention also has a susceptor of the type described above, which is connected from below with a heating device, for example an RF heater or an IR heater, is heated. A gas outlet element is also provided, which is connected to a vacuum pump, so that the internal pressure can be regulated within the process chamber. The process chamber is surrounded by a space flushed with an inert gas, which has essentially the same total pressure as the process chamber. The heat transfer gas fed into the cavity according to the invention can escape into this space surrounding the process chamber. The susceptor can be driven in rotation by a rotating device. For this purpose, a central area of the susceptor rests on a rotatably drivable carrier. The carrier can have gas supply lines through which the gases can flow on the one hand to form the gas cushion and on the other hand to regulate the heat transport. The CVD reactor arrangement also has a gas mixing device which is part of a gas supply system. With this gas mixing device, gases with different thermal conductivities can be mixed together to form a heat transfer gas, which are fed into the cavities. The cavities thus form adjustable heat transfer resistances or tempering cavities. It can be provided that all of these tempering cavities are supplied with heat transfer gas from a common supply line. However, it is also possible that each temperature cavity is individually supplied with a heat transfer gas by an individual supply line with an individual gas mixture.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet die Höhlung zum Einspeisen eines Wärmeübertragungsgases, um die Temperatur der Substratoberfläche einzustellen. Zur Messung der Temperatur der Substratoberfläche kann eine Temperaturmesseinrichtung, beispielsweise ein Pyrometer, vorgesehen sein, mit dem die Oberflächentemperatur des Substrates gemessen werden kann.The method according to the invention uses the cavity for feeding a heat transfer gas in order to adjust the temperature of the substrate surface. To measure the temperature of the substrate surface, a temperature measuring device, for example a pyrometer, can be provided with which the surface temperature of the substrate can be measured.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispielen der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 schematisch in der Art eines Querschnittes eine CVD-Reaktoranordnung mit einem erfindungsgemäßen Suszeptor 6,
  • 2 ein Ausführungsbeispiel in einer Darstellung ähnlich 1,
  • 3 vergrößert, den Ausschnitt III in 2,
  • 4 den Suszeptor 6 in einer Ansicht,
  • 5 den Schnitt gemäß der Linie V-V in 4,
  • 6 den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 4,
  • 7 eine Explosionsdarstellung des aus einer oberen Platte 8 und einer unteren Platte 9 bestehenden Suszeptors 6,
  • 8 eine zweite Explosionsdarstellung der beiden Platten 8, 9 des Suszeptors 6,
  • 9 den Schnitt gemäß der Linie IX-IX in 5,
  • 10 den Schnitt gemäß der Linie X-X in 5,
  • 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht auf einen Ausschnitt auf einen Suszeptor 6,
  • 12 den Schnitt gemäß der Linie XII-XII in 11,
  • 13 eine Darstellung gemäß 12, jedoch eines weiteren Ausführungsbeispiels,
  • 14 eine Darstellung gemäß 11 eines weiteren Ausführungsbeispiels und
  • 15 den Schnitt gemäß der Linie XV-XV in 14.
Embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 schematically in the manner of a cross section a CVD reactor arrangement with a susceptor according to the invention 6 ,
  • 2nd an embodiment in a representation similar 1 ,
  • 3rd enlarged the section III in 2nd ,
  • 4th the susceptor 6 in one view
  • 5 the cut along the line VV in 4th ,
  • 6 the cut along the line VI-VI in 4th ,
  • 7 an exploded view of the from an upper plate 8th and a lower plate 9 existing susceptor 6 ,
  • 8th a second exploded view of the two plates 8th , 9 of the susceptor 6 ,
  • 9 the cut along the line IX-IX in 5 ,
  • 10th the cut along the line XX in 5 ,
  • 11 a further embodiment in a plan view of a section of a susceptor 6 ,
  • 12 the cut along the line XII-XII in 11 ,
  • 13 a representation according to 12 but of another embodiment,
  • 14 a representation according to 11 a further embodiment and
  • 15 the cut along the line XV-XV in 14 .

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Die 1 zeigt grobschematisch einen CVD-Reaktor 1, in dessen Reaktorgehäuse eine Prozesskammer 4 angeordnet ist. Mit einem Gaseinlassorgan 2 können voneinander verschiedene Prozessgase, beispielsweise eine metallorganische Verbindung eines Elementes der III-Hauptgruppe und ein Hydrid eines Elementes der V-Hauptgruppe jeweils zusammen mit einem Trägergas, beispielsweise Wasserstoff, in die Prozesskammer 4 eingespeist werden. Das Prozessgas durchströmt die Prozesskammer 4, die eine Rotationssymmetrie aufweist in Radialrichtung vom Zentrum hin zur Peripherie, wo sich ein Gasauslasskanal erstreckt. Das Gaseinlassorgan 2 besitzt zwei übereinander angeordnete Gasaustrittsöffnungen 3, 3' zum getrennten Einlass der Prozessgase.The 1 shows a schematic diagram of a CVD reactor 1 , in the reactor housing of a process chamber 4th is arranged. With a gas inlet element 2nd process gases which are different from one another, for example an organometallic compound of an element from the III main group and a hydride of an element from the V main group, can be introduced into the process chamber together with a carrier gas, for example hydrogen 4th be fed. The process gas flows through the process chamber 4th , which has a rotational symmetry in the radial direction from the center to the periphery, where a gas outlet channel extends. The gas inlet element 2nd has two gas outlet openings arranged one above the other 3rd , 3 ' for separate inlet of the process gases.

Nach oben hin wird die Prozesskammer 4 von einer mit nicht dargestellten Kühlmitteln gekühlten Prozesskammerdecke 5 begrenzt. Nach unten hin wird die Prozesskammer 4 durch einen Suszeptor 6 begrenzt, der in einer Prozessseite 6' eine Vielzahl von Taschen 14' aufweist, die in gleichmäßiger Winkelverteilung um das Zentrum des Suszeptors 6 angeordnet sind. Der Boden der Taschen 14' besitzt spiralförmige Vertiefungen. In jede der spiralförmigen Vertiefungen mündet eine Spülgaseintrittsöffnung 15. Die Spülgaseintrittsöffnungen 15 werden mit im Suszeptor 6 verlaufenden Spülverteilkanälen 16 mit einem Spülgas versorgt. Es sind Spülgaszuleitungen 17 vorgesehen, mit denen das von einer Gasmischeinrichtung 19 bereitgestellte Spülgas in die Spülverteilkanäle 16 und in die Taschen 14' strömt.The process chamber is at the top 4th from a process chamber ceiling cooled with coolants, not shown 5 limited. The process chamber is at the bottom 4th through a susceptor 6 limited that in a process page 6 ' a variety of bags 14 ' has a uniform angular distribution around the center of the susceptor 6 are arranged. The bottom of the pockets 14 ' has spiral depressions. A purge gas inlet opening opens into each of the spiral depressions 15 . The purge gas inlet openings 15 be in the susceptor 6 running flushing distribution channels 16 supplied with a purge gas. There are purge gas supply lines 17th provided with which by a gas mixing device 19th provided purge gas in the purge distribution channels 16 and in the pockets 14 ' flows.

In jeder Tasche 14' befindet sich ein kreisscheibenförmiger Substrathalter 10 zur Lagerung eines Substrates 31. Das aus der Spülgaseintrittsöffnung 15 austretende Spülgas bildet ein drehendes Gaspolster, mit welchem der Substrathalter 10 drehangetrieben wird. In every pocket 14 ' there is a circular disc-shaped substrate holder 10th for storing a substrate 31 . That from the purge gas inlet 15 escaping purge gas forms a rotating gas cushion with which the substrate holder 10th is driven.

Unterhalb des Suszeptors 6 befindet sich eine Heizeinrichtung 7, mit der der Suszeptor auf eine Prozesstemperatur aufgeheizt werden kann. Das Zentrum des Suszeptors 6 ruht auf einem Träger 23, der drehangetrieben werden kann. Der Träger 23 bildet einen Schaft mit Gaseinspeiseöffnungen zum Einspeisen des Spülgases und eines Wärmeübertragungsgases. Die Gase werden durch den Schaft zum Suszeptor 6 transportiert. In der 1 ist der Träger 23 nur schematisch dargestellt. Die Gaszuleitungen 18, 25 innerhalb des Trägers 23 münden in Radialauswärtsrichtung in nicht dargestellte Ringkammern eines rohrförmigen Gehäuses, in dem der Träger 23 stecken kann. Die mit den Bezugsziffern 22 und 24 bezeichneten Versorgungsleitungen können in die Ringkammern münden. Die axial untereinander angeordneten Ringkammern sind voneinander beabstandet und gegeneinander abgedichtet. Der Schaft 23 kann sich dann innerhalb des rohrförmigen Gehäuses drehen.Below the susceptor 6 there is a heater 7 with which the susceptor can be heated to a process temperature. The center of the susceptor 6 rests on a support 23 that can be rotated. The carrier 23 forms a shaft with gas feed openings for feeding the purge gas and a heat transfer gas. The gases become a susceptor through the shaft 6 transported. In the 1 is the carrier 23 only shown schematically. The gas supply lines 18th , 25th inside the vehicle 23 open in the radial outward direction in annular chambers, not shown, of a tubular housing in which the carrier 23 can be stuck. The one with the reference numbers 22 and 24th designated supply lines can open into the annular chambers. The annular chambers arranged axially one below the other are spaced apart and sealed from one another. The shaft 23 can then rotate within the tubular housing.

Die 2 zeigt eine etwas detailliertere Darstellung eines Suszeptors 6, wie er in den 3 bis 10 in anderen Perspektiven dargestellt ist.The 2nd shows a somewhat more detailed representation of a susceptor 6 as he in the 3rd to 10th is shown in other perspectives.

Der dortige Suszeptor 6 besitzt zwei Platten 8, 9 mit einem gleichen Grundriss.The susceptor there 6 has two plates 8th , 9 with the same floor plan.

Der 7 ist zu entnehmen, dass die nach unten weisende Breitseitenfläche der oberen Platte 8 des Suszeptors 6 Höhlungen 11 aufweist. Die Höhlungen 11 erstrecken sich jeweils unterhalb eines Lagerplatzes 14. Die untere Platte 9 des Suszeptors 6 besitzt Öffnungen von Gaszuleitungen 16, die in einem Zustand, in dem die obere Seite der unteren Platte 9 berührend an der Unterseite der oberen Platte 8 anliegt, in die Höhlungen 11 münden. Da die Vertiefungen, die die Höhlungen 11 ausbilden, zum Rand der oberen Platte 8 hin offen sind, bilden sich am Rand Gasableitungen 13, bei denen es sich um Gasaustrittsöffnungen der Höhlungen 11 handelt. Zwischen den Gaszuleitungen 16 erstrecken sich Spülgaszuleitungen 17', die mit Spülgaszuleitungen 17 fluchten, die wiederum mit den Spülgasverteilkanälen 16 strömungsverbunden sind. Die Vertiefung, die die Höhlung 11 ausbildet, besitzt eine Tiefe von etwa 0,4 mm, so dass die aufeinander aufliegenden Platten 8, 9 eine Höhlung 11 begrenzen, die eine in Richtung des Wärmeflusses gerichtete Höhe von 0,4 mm aufweist.The 7 it can be seen that the downward-facing broad side surface of the upper plate 8th of the susceptor 6 Cavities 11 having. The caves 11 each extend below a storage bin 14 . The bottom plate 9 of the susceptor 6 has openings of gas supply lines 16 that in a state in which the upper side of the lower plate 9 touching at the bottom of the top plate 8th lies in the cavities 11 flow out. Because the depressions, the hollows 11 train to the edge of the top plate 8th are open, gas discharges form at the edge 13 , which are gas outlets of the cavities 11 acts. Between the gas supply lines 16 extend purge gas supply lines 17 ' that with purge gas supply lines 17th aligned, which in turn with the purge gas distribution channels 16 are connected to the flow. The depression, the cavity 11 forms, has a depth of about 0.4 mm, so that the superimposed plates 8th , 9 a cave 11 limit, which has a height in the direction of heat flow of 0.4 mm.

Es ist eine Gasquelle 20 zum Bereitstellen von beispielsweise Wasserstoff vorgesehen. Mittels eines Massenflussmessers 28, der von einer Steuereinrichtung 29 angesteuert werden kann, kann ein Gasfluss durch eine Versorgungsleitung 24 zu einem Versorgungskanal 25 bereitgestellt werden, wobei der Versorgungskanal 25 mit den Spülgaseintrittsöffnungen 15 am Boden der Taschen 14' strömungsverbunden ist. Jede Tasche 14' kann eine individuelle Versorgungsleitung 24 aufweisen mit einem individuellen Massenflusskontroller 26, 27.It is a gas source 20th provided to provide, for example, hydrogen. Using a mass flow meter 28 by a control device 29 Can be controlled, a gas flow through a supply line 24th to a supply channel 25th are provided, the supply channel 25th with the purge gas inlet openings 15 at the bottom of the pockets 14 ' is connected to the flow. Every pocket 14 ' can be an individual supply line 24th have with an individual mass flow controller 26 , 27th .

Die Versorgungskanäle 25 erstrecken sich durch den Träger 23, durch den sich weitere Versorgungskanäle 25 erstrecken, die mit Versorgungsleitungen 22 des Gasmischsystems verbunden ist. Eine Gasmischeinrichtung 19 besitzt zwei Massenflusskontroller 26, 27, mit denen ein Gas aus der Gasquelle 20 und ein weiteres Gas aus der Gasquelle 21 gemischt werden kann, welches durch die Versorgungsleitung 22 und die damit verbundene Gaszuleitung 18 zur Höhlung 11 transportiert wird. Die beiden Gasquellen 20, 21 enthalten Gase mit voneinander verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten, so dass durch eine Mischung der beiden Gase die Wärmeleitfähigkeit der Höhlung 11 eingestellt beziehungsweise verstellt werden kann.The supply channels 25th extend through the carrier 23 through which there are further supply channels 25th extend that with supply lines 22 of the gas mixing system is connected. A gas mixing device 19th has two mass flow controllers 26 , 27th with which a gas from the gas source 20th and another gas from the gas source 21st can be mixed by the supply line 22 and the associated gas supply 18th to the cave 11 is transported. The two gas sources 20th , 21st contain gases with different thermal conductivities, so that by mixing the two gases the thermal conductivity of the cavity 11 can be adjusted or adjusted.

In der 1 ist mit der Bezugsziffer 30 ein Temperatursensor, beispielsweise ein Pyrometer, dargestellt, mit dem die Temperatur des auf dem Substrathalter 10 aufliegenden Substrates 31 gemessen werden kann. Zur Beeinflussung der Temperatur der Oberfläche des Substrates 31 kann die Steuereinrichtung 29 über die Massenflusskontroller 26, 27 die Wärmeleiteigenschaft des Wärmeübertragungsgases, welches in die Höhlung 11 eingespeist wird, beeinflusst werden.In the 1 is with the reference number 30th a temperature sensor, for example a pyrometer, is shown with which the temperature of the on the substrate holder 10th overlying substrate 31 can be measured. To influence the temperature of the surface of the substrate 31 can the control device 29 via the mass flow controller 26 , 27th the thermal conductivity of the heat transfer gas entering the cavity 11 is fed, are influenced.

Mit dem Massenflusskontroller 28 kann ein Gasstrom in die Tasche 14 eingespeist werden, der den darin einliegenden Substrathalter 10 anhebt und in eine Drehung versetzt. Der Gasstrom braucht während eines Abscheideprozesses nicht verändert zu werden, so dass die Einflüsse dieses Gasstroms auf den Prozessgasfluss in Strömungsrichtung S während des Abscheideprozesses unverändert sind. Der von den Massenflusskontrollern 26, 27 bereitgestellte Gasfluss, der in die Höhlung 11 einströmt, kann hingegen verändert werden, um beispielsweise individuell den Wärmetransport von der Heizeinrichtung 7 zum Substrat 31 zu beeinflussen.With the mass flow controller 28 can put a gas stream in your pocket 14 be fed, the substrate holder lying therein 10th lifts and rotates. The gas flow does not need to be changed during a deposition process, so that the influences of this gas flow on the process gas flow in the direction of flow S are unchanged during the deposition process. The one from the mass flow controllers 26 , 27th provided gas flow into the cavity 11 inflows, however, can be changed, for example, individually the heat transfer from the heating device 7 to the substrate 31 to influence.

Die in den 11 und 12 dargestellte Variante zeigt einen Lagerplatz 14, wie er bereits zuvor beschrieben worden ist und als Tasche ausgebildet ist. Unterhalb des Lagerplatzes 14 befinden sich drei Höhlungen 11,11' nebeneinander. Eine zentrale Höhlung 11 wird von zwei seitlichen Höhlungen 11' flankiert. Während sich die zentrale Höhlung unter dem Zentralbereich der Lagertasche 14 erstreckt, erstrecken sich die beiden peripheren Höhlungen 11' unter den Rändern des Substrates. Jede der Höhlungen 11, 11' besitzt eine ihr zugeordnete Gaszuleitung 12, 12' und eine Gasableitung 13, 13'.The in the 11 and 12 variant shown shows a storage bin 14 , as it has already been described and is designed as a bag. Below the storage area 14 there are three cavities 11 , 11 ' side by side. A central cavity 11 is made by two side cavities 11 ' flanked. While the central cavity is under the central area of the storage pocket 14 extends, the two peripheral cavities extend 11 ' under the edges of the substrate. Each of the hollows 11 , 11 ' has an associated gas supply line 12 , 12 ' and a gas discharge 13 , 13 ' .

Die 12 zeigt, dass die nebeneinander sich erstreckenden Höhlungen 11, 11' durch Stege voneinander getrennt sind.The 12 shows that the concavities extending side by side 11 , 11 ' are separated from each other by webs.

Bei dem in der 13 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen ebenfalls drei Höhlungen 11, 11' nebeneinander und unterhalb desselben Lagerplatzes 14. Die Höhlungen 11', 11 überlappen sich aber in ihren Randbereichen, da sie von voneinander verschiedenen Platten 8, 8' eines Suszeptors 6 ausgebildet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Suszeptor 6 drei übereinander angeordnete Platten 8, 8', 9, wobei die Platten 8 und 8' jeweils an ihrer Unterseite Höhlungen 11, 11' ausbilden.The one in the 13 illustrated embodiment are also three cavities 11 , 11 ' next to each other and below the same storage bin 14 . The caves 11 ' , 11 but overlap in their edge areas, since they are of different plates 8th , 8th' of a susceptor 6 are trained. In this embodiment, the susceptor has 6 three plates arranged one above the other 8th , 8th' , 9 , with the plates 8th and 8th' hollows on their undersides 11 , 11 ' form.

Während die in den 11 bis 13 dargestellten Höhlungen 11, 11' in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, zeigt das in den 14 und 15 dargestellte Ausführungsbeispiel zwei Höhlungen 11,11', die gewissermaßen in Radialrichtung nebeneinander angeordnet sind. Während sich die Höhlung 11 unterhalb eines Lagerplatzes 14 erstreckt, erstreckt sich die Höhlung 11' in Strömungsrichtung vor dem Lagerplatz 14. Die Gasableitung 13' geht hier in einen Abschnitt der Reaktorkammer, der unterhalb des Suszeptors 6 angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Suszeptor aus zwei übereinander angeordneten Platten 8, 9. Es sind zwei getrennte Gaszuleitungen 18, 18' vorgesehen.While those in the 11 to 13 shown cavities 11 , 11 ' lying next to each other in the circumferential direction shows that in the 14 and 15 illustrated embodiment two cavities 11 , 11 ' which are arranged next to each other in a radial direction. During the cave 11 below a storage bin 14 extends, the cavity extends 11 ' in the direction of flow in front of the storage area 14 . The gas discharge 13 ' here goes into a section of the reactor chamber that is below the susceptor 6 is arranged. In this embodiment, the susceptor consists of two plates arranged one above the other 8th , 9 . There are two separate gas supply lines 18th , 18 ' intended.

Mit den in den 11 bis 15 dargestellten mehreren, einem einzigen Lagerplatz 14 zugeordneten Höhlungen 11, 11' lassen sich Bereiche eines Suszeptors 6, die einem Lagerplatz 14 zugeordnet sind, unterschiedlich temperieren, da die in die Höhlungen 11, 11' einzuspeisenden Temperiergase individuell gemischt werden können.With those in the 11 to 15 shown several, a single bin 14 associated cavities 11 , 11 ' areas of a susceptor 6 having a bin 14 are assigned to temper differently, because the in the cavities 11 , 11 ' Temperature gases to be fed can be mixed individually.

Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:The above statements serve to explain the inventions covered by the application as a whole, which also independently further develop the state of the art at least through the following combinations of features, it being possible for two, more or all of these combinations of features to also be combined, namely:

Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Höhlung 11 zumindest in Strömungsrichtung S stromaufwärts des Lagerplatzes 14 zur Prozessseite 6' hin geschlossen ist.A susceptor that is characterized by the cavity 11 at least in the direction of flow S upstream of the storage area 14 to the process side 6 ' is closed.

Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Höhlung 11 bezogen auf einen sich in einer Horizontalebene erstreckenden Lagerplatz 14 unterhalb der Fläche des Lagerplatzes 14 erstreckt und die Gasableitung 13 stromabwärts des Lagerplatzes 14 angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass sich die Höhlung 11 oder ein aus mehreren Höhlungen 11, 11' bestehendes Höhlungssystem unterhalb der gesamten Fläche des Lagerplatzes 14 erstreckt.A susceptor that is characterized in that the cavity 11 related to a storage space extending in a horizontal plane 14 below the area of the storage bin 14 extends and the gas discharge 13 downstream of the storage area 14 is arranged, it being provided in particular that the cavity 11 or one of several cavities 11 , 11 ' existing cave system below the entire area of the storage area 14 extends.

Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Höhlung 11 oder das Höhlungssystem über die gesamte in Strömungsrichtung S erstreckende Länge des Lagerplatzes 14 zur Prozessseite 6' hin geschlossen ist.A susceptor that is characterized by the cavity 11 or the cave system over the entire flow direction S extending length of the storage bin 14 to the process side 6 ' is closed.

Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Suszeptor 6 eine Kreisscheibenform aufweist und die Strömungsrichtung S vom Zentrum nach außen gerichtet ist und mehrere Lagerplätze 14 in Umfangsrichtung um das Zentrum angeordnet sind.A susceptor that is characterized by the susceptor 6 has a circular disc shape and the flow direction S is directed outwards from the center and several storage bins 14 are arranged circumferentially around the center.

Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass jeder Lagerplatz 14 eine Tasche 14' aufweist, deren Boden eine Spülgaseintrittsöffnung 15 aufweist zum Eintritt eines den in der Tasche 14' einliegenden Substrathalter 10 auf einem Gaskissen tragenden Spülgases, wobei die Höhlung 11 zwischen dem Boden der Tasche 14' und der Rückseite 6" angeordnet ist.A susceptor that is characterized by any storage bin 14 a pocket 14 ' has, the bottom of a purge gas inlet opening 15 has one in his pocket for entry 14 ' inserted substrate holder 10th on a gas cushion carrying purge gas, the cavity 11 between the bottom of the bag 14 ' and the back 6 " is arranged.

Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass jeder Höhlung 11 eine individuelle Gaszuleitung 12 zugeordnet ist.A susceptor that is characterized by every cavity 11 an individual gas supply 12 assigned.

Ein Suszeptor, der gekennzeichnet ist durch einen Träger 23, der den Suszeptor 6 trägt und ein oder mehrere Gaszuleitungen 18 ausbildet, mit denen ein Wärmeübertragungsgas in die Höhlung 11 einspeisbar ist.A susceptor that is characterized by a carrier 23 that the susceptor 6 carries and one or more gas supply lines 18th trains with which a heat transfer gas enters the cavity 11 is feedable.

Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Suszeptor 6 aus mehreren übereinander liegenden, die Höhlung 11 begrenzenden Einzelkörpern 8, 9 besteht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Suszeptor 6 eine obere Platte 8 und eine daran angrenzende untere Platte 9 aufweist und die Höhlung 11 durch eine Vertiefung in einer der aneinander angrenzenden Breitseitenflächen der oberen oder unteren Platte 8, 9 ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Gasableitung 13 zwischen den beiden Einzelkörpern 8, 9 ausgebildet ist.A susceptor that is characterized by the susceptor 6 the cave from several superimposed 11 limiting individual bodies 8th , 9 exists, it being provided in particular that the susceptor 6 an upper plate 8th and an adjacent lower plate 9 and the cavity 11 through a recess in one of the adjoining broad side surfaces of the upper or lower plate 8th , 9 is formed, it being provided in particular that the gas discharge 13 between the two individual bodies 8th , 9 is trained.

Eine CVD-Reaktoranordnung, die gekennzeichnet ist durch eine Gasmischeinrichtung 19, die Gasquellen 20, 21 eines Gases mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und eines Gases mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit aufweist, wobei die Gasmischeinrichtung 19 mit einer Versorgungsleitung 22 die Höhlung 11 mit dem Wärmeübertragungsgas versorgt, dessen Mischungsverhältnis einstellbar ist.A CVD reactor arrangement, which is characterized by a gas mixing device 19th , the gas sources 20th , 21st has a gas with a high thermal conductivity and a gas with a lower thermal conductivity, the gas mixing device 19th with a supply line 22 the cave 11 supplied with the heat transfer gas, the mixing ratio of which is adjustable.

Eine CVD-Reaktoranordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein oder mehrere oder alle Höhlungen 11 von einer gemeinsamen Versorgungsleitung 22 mit dem Wärmeübertragungsgas versorgbar sind oder dass zumindest eine Höhlung 11 oder alle Höhlungen 11 individuell mit einem Wärmeübertragungsgas versorgbar sind. A CVD reactor arrangement characterized by one or more or all of the cavities 11 from a common supply line 22 can be supplied with the heat transfer gas or that at least one cavity 11 or all cavities 11 can be individually supplied with a heat transfer gas.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Beeinflussung der Substrattemperatur in die Höhlung 11 ein aus einer Mischung aus Gasen mit voneinander verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten eingespeistes Wärmeübertragungsgas beeinflusst wird.A method that is characterized in that to influence the substrate temperature in the cavity 11 a heat transfer gas fed in from a mixture of gases with different thermal conductivities is influenced.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) 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. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.All of the features disclosed are essential to the invention (by themselves, but also in combination with one another). The disclosure content of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also included in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The sub-claims characterize, even without the features of a referenced claim, independent inventive developments of the prior art with their features, in particular in order to make divisional applications based on these claims. The invention specified in each claim can additionally have one or more of the features specified in the preceding description, in particular provided with reference numbers and / or in the list of reference numbers. The invention also relates to designs in which some of the features mentioned in the above description are not realized, in particular insofar as they are recognizably unnecessary for the respective intended use or can be replaced by other technically equivalent means.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
CVD-ReaktorCVD reactor
22nd
GaseinlassorganGas inlet member
33rd
GasaustrittsöffnungGas outlet opening
3'3 '
GasaustrittsöffnungGas outlet opening
44th
ProzesskammerProcess chamber
55
ProzesskammerdeckeProcess chamber ceiling
66
SuszeptorSusceptor
6'6 '
ProzessseiteProcess side
6"6 "
Rückseiteback
77
HeizeinrichtungHeater
88th
obere Platte, Einzelkörpertop plate, single body
8'8th'
Platteplate
99
untere Platte, Einzelkörperlower plate, single body
1010th
SubstrathalterSubstrate holder
1111
Höhlungcavity
11'11 '
Höhlungcavity
1212
GaszuleitungGas supply
12'12 '
GaszuleitungGas supply
1313
GasableitungGas discharge
13'13 '
GasableitungGas discharge
1414
LagerplatzStorage space
14'14 '
Taschebag
1515
SpülgaseintrittsöffnungPurge gas inlet opening
1616
SpülgasverteilkanalPurge gas distribution channel
1717th
SpülgaszuleitungPurge gas supply
17'17 '
SpülgaszuleitungPurge gas supply
1818th
GaszuleitungGas supply
18'18 '
GaszuleitungGas supply
1919th
GasmischeinrichtungGas mixing device
2020th
GasquelleGas source
2121st
Gasgas
2222
Versorgungsleitungsupply line
2323
Trägercarrier
2424th
Versorgungsleitungsupply line
2525th
VersorgungskanalSupply channel
2626
MassenflusskontrollerMass flow controller
2727th
MassenflusskontrollerMass flow controller
2828
MassenflussmesserMass flow meter
2929
SteuereinrichtungControl device
3030th
TemperatursensorTemperature sensor
3131
Substrat Substrate
SS
StrömungsrichtungFlow direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102006018514 A1 [0004]DE 102006018514 A1 [0004]
  • DE 10056029 A1 [0005]DE 10056029 A1 [0005]

Claims (12)

Suszeptor (6) zur Verwendung in einem CVD-Reaktor (1) mit einer bei der Verwendung einer Prozesskammer (4) zugewandten Prozessseite (6'), über die bei der Verwendung eine Gasströmung in einer Strömungsrichtung (S) strömt, und mit einer bei der Verwendung der Prozessseite (6') gegenüberliegenden Rückseite (6"), wobei die Prozessseite (6') zumindest einen Lagerplatz (14) zur Lagerung eines Substrates oder eines ein Substrat lagernden Substrathalter (10) umfasst, mit einer dem Lagerplatz (14) zugeordneten, zwischen Prozessseite (6') und Rückseite (6") angeordneten Höhlung (11), in welche eine Gaszuleitung (12) mündet und aus welcher eine Gasableitung (13) herausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhlung (11) zumindest in Strömungsrichtung (S) stromaufwärts des Lagerplatzes (14) zur Prozessseite (6') hin geschlossen ist.Susceptor (6) for use in a CVD reactor (1) with a process side (6 ') facing when using a process chamber (4), over which a gas flow flows in a flow direction (S) when used, and with one the back (6 ") opposite the use of the process side (6 '), the process side (6') comprising at least one storage location (14) for storing a substrate or a substrate holder (10) supporting a substrate, with one of the storage location (14) Associated, between process side (6 ') and rear side (6 ") arranged cavity (11), into which a gas supply line (12) opens and from which a gas discharge line (13) leads, characterized in that the cavity (11) at least in the direction of flow (S) upstream of the storage bin (14) towards the process side (6 ') is closed. Suszeptor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Höhlung (11) bezogen auf einen sich in einer Horizontalebene erstreckenden Lagerplatz (14) unterhalb der Fläche des Lagerplatzes (14) erstreckt und die Gasableitung (13) stromabwärts des Lagerplatzes (14) angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass sich die Höhlung (11) oder ein aus mehreren Höhlungen (11,11') bestehendes Höhlungssystem unterhalb der gesamten Fläche des Lagerplatzes (14) erstreckt.Susceptor after Claim 1 , characterized in that the cavity (11) extends below the surface of the storage space (14) in relation to a storage space (14) extending in a horizontal plane and the gas discharge line (13) is arranged downstream of the storage space (14), in particular provided is that the cavity (11) or a cavity system consisting of several cavities (11, 11 ') extends below the entire area of the storage area (14). Suszeptor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhlung (11) oder das Höhlungssystem über die gesamte in Strömungsrichtung (S) erstreckende Länge des Lagerplatzes (14) zur Prozessseite (6') hin geschlossen ist.Susceptor according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity (11) or the cavity system is closed over the entire length of the storage location (14) in the flow direction (S) towards the process side (6 '). Suszeptor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (6) eine Kreisscheibenform aufweist und die Strömungsrichtung (S) vom Zentrum nach außen gerichtet ist und mehrere Lagerplätze (14) in Umfangsrichtung um das Zentrum angeordnet sind.Susceptor according to one of the preceding claims, characterized in that the susceptor (6) has a circular disc shape and the flow direction (S) is directed outwards from the center and a plurality of storage spaces (14) are arranged in the circumferential direction around the center. Suszeptor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lagerplatz (14) eine Tasche (14') aufweist, deren Boden eine Spülgaseintrittsöffnung (15) aufweist zum Eintritt eines den in der Tasche (14') einliegenden Substrathalter (10) auf einem Gaskissen tragenden Spülgases, wobei die Höhlung (11) zwischen dem Boden der Tasche (14') und der Rückseite (6") angeordnet ist.Susceptor according to one of the preceding claims, characterized in that each storage location (14) has a pocket (14 '), the bottom of which has a flushing gas inlet opening (15) for the entry of a substrate holder (10) lying in the pocket (14') on a Gas purging gas, wherein the cavity (11) between the bottom of the pocket (14 ') and the rear (6 ") is arranged. Suszeptor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Höhlung (11) eine individuelle Gaszuleitung (12) zugeordnet ist.Susceptor according to one of the preceding claims, characterized in that each cavity (11) is assigned an individual gas supply line (12). Suszeptor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Träger (23), der den Suszeptor (6) trägt und ein oder mehrere Gaszuleitungen (18) ausbildet, mit denen ein Wärmeübertragungsgas in die Höhlung (11) einspeisbar ist.Susceptor according to one of the preceding claims, characterized by a carrier (23) which carries the susceptor (6) and forms one or more gas supply lines (18) with which a heat transfer gas can be fed into the cavity (11). Suszeptor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (6) aus mehreren übereinander liegenden, die Höhlung (11) begrenzenden Einzelkörpern (8, 9) besteht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Suszeptor (6) eine obere Platte (8) und eine daran angrenzende untere Platte (9) aufweist und die Höhlung (11) durch eine Vertiefung in einer der aneinander angrenzenden Breitseitenflächen der oberen oder unteren Platte (8, 9) ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Gasableitung (13) zwischen den beiden Einzelkörpern (8, 9) ausgebildet ist.Susceptor according to one of the preceding claims, characterized in that the susceptor (6) consists of a plurality of individual bodies (8, 9) lying one above the other and delimiting the cavity (11), it being provided in particular that the susceptor (6) has an upper plate ( 8) and an adjoining lower plate (9) and the cavity (11) is formed by a recess in one of the adjoining broad side surfaces of the upper or lower plate (8, 9), it being provided in particular that the gas discharge line (13 ) is formed between the two individual bodies (8, 9). CVD-Reaktoranordnung mit einem Suszeptor (6) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Gasmischeinrichtung (19), die Gasquellen (20, 21) eines Gases mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und eines Gases mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit aufweist, wobei die Gasmischeinrichtung (19) mit einer Versorgungsleitung (22) die Höhlung (11) mit dem Wärmeübertragungsgas versorgt, dessen Mischungsverhältnis einstellbar ist.CVD reactor arrangement with a susceptor (6) according to one of the preceding claims, characterized by a gas mixing device (19) which has gas sources (20, 21) of a gas with a high thermal conductivity and a gas with a lower thermal conductivity, the gas mixing device (19 ) with a supply line (22) supplies the cavity (11) with the heat transfer gas, the mixing ratio of which is adjustable. CVD-Reaktoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere oder alle Höhlungen (11) von einer gemeinsamen Versorgungsleitung (22) mit dem Wärmeübertragungsgas versorgbar sind oder dass zumindest eine Höhlung (11) oder alle Höhlungen (11) individuell mit einem Wärmeübertragungsgas versorgbar sind.CVD reactor arrangement after Claim 8 , characterized in that one or more or all cavities (11) can be supplied with the heat transfer gas from a common supply line (22) or that at least one cavity (11) or all cavities (11) can be supplied individually with a heat transfer gas. Verfahren zum Abscheiden zumindest einer Schicht auf ein oder mehreren Substraten (31), die von einem Suszeptor (6) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 getragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der Substrattemperatur in die Höhlung (11) ein aus einer Mischung aus Gasen mit voneinander verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten eingespeistes Wärmeübertragungsgas beeinflusst wird.Method for depositing at least one layer on one or more substrates (31) by a susceptor (6) according to one of the preceding Claims 1 to 7 are carried, characterized in that in order to influence the substrate temperature into the cavity (11), a heat transfer gas fed in from a mixture of gases with mutually different thermal conductivities is influenced. Suszeptor oder CVD-Reaktoranordnung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.Susceptor or CVD reactor arrangement or method, characterized by one or more of the characterizing features of one of the preceding claims.
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