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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Suszeptor mit zumindest einer in seiner Breitseitenfläche angeordneten Lagerfläche zur Drehlagerung eines kreisförmigen Substrathalters, mit einer in eine Gasverteilzone mündenden Gaszuleitung zum Einspeisen eines Gasstroms zur Erzeugung eines den Substrathalter in der Schwebe haltenden Gaspolsters und mit einer die Gasverteilzone umgebenden Gasauslasszone zum Austritt des Gasstromes.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Anordnung bestehend aus einem Suszeptor, einem auf zumindest einer Lagerfläche angeordneten Substrathalter und ein oder mehreren Abdeckplatten, die die Lagerfläche umgeben.
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Stand der Technik
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Derartige Suszeptoren werden in CVD-Reaktoren, insbesondere MOCVD-Reaktoren verwendet, wo sie von unten beheizt werden und mit ihrer oberen Breitseite eine untere Begrenzungsfläche für eine Prozesskammer ausbilden, in die Prozessgase eingespeist werden, die sich in der Gasphase oberhalb der Breitseitenfläche des Suszeptors oder auf Oberflächen von vom Suszeptor getragenen Substraten derartig zerlegen, dass Zerlegungsprodukte unter Ausbildung einer einkristallinen Schicht auf dem Substrat aufwachsen. Die Substrate liegen auf Substrathaltern, die in Taschen der Breitseitenfläche des Suszeptors angeordnet sind. Die Substrathalter werden mittels eines in eine Bodenfläche der Tasche eingespeisten Gasstroms in eine Drehung um ihre Figurenachse versetzt. Das hierzu in eine Gasverteilzone zwischen Unterseite des Suszeptors und Oberseite einer Lagerfläche eingespeiste Gas verlässt die Gasverteilzone durch eine Gasauslasszone. Die Gasauslasszone bildet einen Ringspalt aus, der in einen Umfangsspalt übergeht, der zur Prozesskammer hin offen ist, so dass die Gasströmung in die Prozesskammer eintritt. Das Strömungsprofil der quer zu dem aus dem Umfangsspalt austretenden Gasstrom strömenden Prozessgasströmung wird dadurch gestört.
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Die
DE 10 2009 044 276 A1 beschreibt darüber hinaus einen in der Lagerfläche angeordneten Gassammelkanal, der lokale Öffnungen aufweist, durch den das in den Gassammelkanal einströmende Gas austreten kann, so dass es nicht durch den Umfangsspalt hindurchtritt.
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Weiterhin ist es im Stand der Technik bekannt, durch Variation des Volumenstroms des in die Gasverteilzone eingespeisten Trägergases die Dicke des Gaspolsters zu beeinflussen. Hierdurch kann der Wärmefluss vom Suszeptor zum Substrat und damit die Substrattemperatur beeinflusst werden. Eine Variation des Trägergasflusses beeinträchtigt das Strömungsprofil beziehungsweise den Verdünnungseffekt des Prozessgasstroms.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Suszeptor insbesondere hinsichtlich des Gasaustritts des in das Gaspolster eingespeisten Trägergases gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Die Unteransprüche stellen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch beanspruchten Erfindung, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe dar.
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Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass die Gasauslasszone in Umfangsrichtung insbesondere um ein Drehzentrum des Substrathalters asymmetrisch gestaltet ist. Die Gasauslasszone ist insbesondere hinsichtlich ihres Strömungswiderstandes, den sie dem Gasstrom entgegensetzt, der aus der Gasverteilzone austritt, wo er das Gaspolster ausbildet, asymmetrisch. Erfindungsgemäß gibt es Stellen mit einem höheren Strömungswiderstand und Stellen mit einem verminderten Strömungswiderstand. Es ist insbesondere vorgesehen, dass - bezogen auf eine Drehachse des Substrathalters - die Stellen mit verschiedenen Strömungswiderständen sich diametral gegenüberliegen. Erfindungsgemäß bilden sich Zonen aus, die sich über einen Bogenbereich von etwa mindestens 120 Grad erstrecken und die sich diametral gegenüberliegen und die so ausgebildet sind, dass eine Zone strömungswiderstandsvermindert und die andere Zone strömungswiderstandsvergrößert ist. Ein erfindungsgemäßer Suszeptor wird in einer prozesskammer eines CVD-Reaktors verwendet, durch die ein Prozessgasstrom hindurchströmt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Abschnitt der Gasauslasszone, die im stromaufwärtigen Bereich ist, dem Gasstrom einen größeren Strömungswiderstand entgegensetzt, als der Abschnitt, der im stromabwärtigen Bereich der Gasauslasszone angeordnet ist. Bei einem Suszeptor der gattungsgemäßen Art wird die Gasauslasszone von einem Ringspalt gebildet. Der Ringspalt wird von zwei Spaltbegrenzungsflächen ausgebildet. Eine untere Spaltbegrenzungsfläche wird vom radial äußeren Rand der Lagerfläche der Breitseitenfläche des Suszeptors ausgebildet. Die zweite Spaltbegrenzungsfläche wird vom Rand des kreisscheibenförmigen Substrathalters ausgebildet. In einem Grundzustand, in dem kein Trägergasstrom in die Gasverteilzone zwischen Lagerfläche und Unterseite des Substrathalters eingespeist wird, liegen die beiden Spaltbegrenzungsflächen gewissermaßen dichtend aufeinander. Wird während des Betriebes des CVD-Reaktors in die Gasverteilzone durch eine Einspeiseöffnung, die mit der Gaszuleitung verbunden ist, ein Gasstrom eingespeist, so wird dieser Gasstrom mittels spiralförmig angeordneten Gasverteilkanälen in eine Drehrichtung versetzt, so dass sich innerhalb der Gasverteilzone ein einen Drehsinn aufweisender Gasstrom ausbildet. Dieser verlässt die Gasverteilzone durch den ringförmigen Spalt, der durch die beiden Spaltbegrenzungsflächen begrenzt ist. Die Spalthöhe hängt dabei vom eingespeisten Volumenstrom des Trägergases ab. Bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spaltbegrenzungsflächen asymmetrisch bezogen auf das Zentrum der Lagerfläche beziehungsweise des Substrathalters ausgebildet sind. Die erste Spaltbegrenzungsfläche, die von der Lagerfläche ausgebildet wird, kann lokale Erhöhungen oder lokale Vertiefungen aufweisen, die an zumindest zwei bevorzugt sich diametral gegenüberliegenden Stellen verschieden gestaltet sind. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die lokale Erhöhung von einer Bogenrippe ausgebildet ist. Die lokale Erhöhung kann aber auch von einem gestuften Bereich der Lagerfläche ausgebildet sein. Bevorzugt erstreckt sich die Erhebung über mindestens 120 Grad auf einer Bogenlinie oder bevorzugt um etwa 180 Grad auf einer Bogenlinie. Wird die Erhebung von einer Bogenrippe ausgebildet, so ist insbesondere vorgesehen, dass die Unterseite des Substrathalters eine ringförmige Nut aufweist, in die die Bogenrippe eingreift. Wird die Erhebung von einem gestuften Bereich ausgebildet, so ist insbesondere vorgesehen, dass ein Rand des Substrathalters eine insbesondere abgesetzte Stufenfläche ausbildet. Die Stufenfläche und der gestufte Bereich können dann jeweils zweite Spaltbegrenzungsflächen ausbilden zur Ausbildung eines lokalen zweiten Spaltes. Mit diesen lokalen Erhebungen wird insbesondere in einem stromaufwärtigen Bereich der Gasauslasszone ein Bereich mit einem erhöhten Strömungswiderstand geschaffen. Gemäß einer Alternative der Erfindung, die mit der zuvor beschriebenen Variante auch in Kombination verwirklicht werden kann, wird vorgeschlagen, den insbesondere stromabwärtigen Bereich der Gasauslasszone mit den Strömungswiderstand vermindernden Maßnahmen auszugestalten. Es ist insbesondere vorgesehen, dass an einer Stelle mit vermindertem Strömungswiderstand eine Gasableitung entspringt. Die Gasableitung kann dabei von einer lokalen Vertiefung der von der Lagerfläche ausgebildeten Spaltbegrenzungsfläche ausgebildet sein. Die lokale Vertiefung kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie sich bis zu einem Rand des Suszeptors erstreckt. Im Betriebszustand kann diese lokale Vertiefung von einer stromabwärtigen Abdeckplatte überdeckt sein, so dass sich ein umfangsgeschlossener Kanal ausbildet. Eine stromaufwärtige Öffnung des Kanals grenzt dabei an die Gasauslasszone. Eine stromabwärtige Öffnung des Kanals kann an einen Schmalrand des Suszeptors angrenzen. In einer Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass von der Randseite des Suszeptors her ein Kanal in den Suszeptor eingebracht ist, der sich gewissermaßen rohrartig bis zu einer Öffnung im Bereich der Gasauslasszone erstreckt. Das in die Gasverteilzone eingespeiste Trägergas kann somit mit einem verminderten Strömungswiderstand in die Vertiefung beziehungsweise den Kanal einströmen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Gaseinlasszone von einem Gassammelkanal umgeben. Bei dem Gassammelkanal kann es sich um eine ringförmige Vertiefung in der Lagerfläche handeln, die radial auswärts zumindest bereichsweise von der Spaltbegrenzungsfläche umgeben ist beziehungsweise an sie angrenzt. Sie kann aber auch auf der Radialinnenseite von einer Spaltbegrenzungsfläche umgeben sein, die zusammen mit einer gegenüberliegenden Spaltbegrenzungsfläche der Unterseite des Substrathalters einen Gasaustrittsspalt ausbildet, dessen Spalthöhe durch den Volumenstrom des in die Gasverteilzone eingespeisten Gases bestimmt wird. Das aus diesem Spalt austretende Gas tritt in den Gassammelkanal ein. Der Gassammelkanal kann - bezogen auf eine Prozessgasströmung durch die Prozesskammer des CVD-Reaktors - eine stromabwärtige Öffnung aufweisen. Diese stromabwärtige Öffnung bildet einen Abschnitt mit geringerem Strömungswiderstand. Die Öffnung kann in die zuvor beschriebene Vertiefung oder in den zuvor beschriebenen Kanal münden, so dass bevorzugt zumindest die Hälfte des in die Gasverteilzone eingespeisten Trägergases, bevorzugt mindestens 90 Prozent des dort eingespeisten Trägergases das Gaspolster durch die sich zur Vertiefung oder zum Kanal öffnende Öffnung austritt. Der bevorzugt kreisscheibenförmige Suszeptor besitzt einen radial inneren Bereich, der eine Stufenfläche ausbilden kann, die in einer Richtung senkrecht zur Flächennormalen von der Lagerfläche beabstandet ist. Der Suszeptor kann einen radial äußeren Bereich aufweisen, der eine Breitseitenfläche aufweist, die in Richtung der Flächennormalen der Lagerfläche geringer von der Lagerfläche beabstandet ist, als die Breitseitenfläche des radial inneren Bereichs. Die Vertiefung beziehungsweise der Kanal erstreckt sich bevorzugt in dem radial äußeren höhenverminderten Bereich.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 schematisch einen MOCVD-Reaktor, in welchem ein erfindungsgemäßer Suszeptor verwendet wird,
- 2 eine Draufsicht auf einen Suszeptor gemäß Stand der Technik,
- 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in 2,
- 4 in der Art einer Perspektive einen Ausschnitt aus einer Suszeptoranordnung gemäß Stand der Technik,
- 5 eine Darstellung gemäß 3 eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
- 6 eine Darstellung gemäß 4 des ersten Ausführungsbeispiels,
- 7 eine Darstellung gemäß 3 eines zweiten Ausführungsbeispiels,
- 8 eine Darstellung gemäß 4 des zweiten Ausführungsbeispiels,
- 9 eine Darstellung gemäß 3 eines dritten Ausführungsbeispiels,
- 10 eine Darstellung gemäß 4 des dritten Ausführungsbeispiels und
- 11 eine Darstellung gemäß 3 eines vierten Ausführungsbeispiels.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Ein erfindungsgemäßer Suszeptor 1 wird in einem CVD-Reaktor verwendet, wie er schematisch in der 1 dargestellt ist. Der CVD-Reaktor besitzt ein gasdichtes Gehäuse 20, welches evakuierbar ist. Durch einen Gaseinlass und ein Gaseinlassorgan 21 kann in eine Prozesskammer des CVD-Reaktors ein Prozessgas eingespeist werden, wobei das Prozessgas insbesondere metallorganische Verbindungen der III-Hauptgruppe und Hydride der V-Hauptgruppe enthält, die mit einem Trägergas, beispielsweise Wasserstoff oder Stickstoff, durch das Gaseinlassorgan 21 in die Prozesskammer eingespeist werden. In der Prozesskammer werden insbesondere Schichten aus GaAs, InP, InGaAsP oder einer anderen Kombination von III-V-Elementen und insbesondere auch Nitriden abgeschieden. Hierzu werden auf Oberflächen von in Taschen des Suszeptors 1 einliegenden Substrathaltern 3 Substrate mit einer einkristallinen Halbleiterschicht beschichtet. Der Suszeptor 1 wird von unten her mit einer Heizeinrichtung 22 beheizt, mit der die Substratoberfläche auf eine Prozesstemperatur gebracht werden kann.
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Die 2, 3 und 4 zeigen eine zum Stand der Technik gehörende Suszeptoranordnung. Eine Vielzahl von Lagerflächen 2 jeweils zur Lagerung eines Substrathalters 3 ist auf einer Kreisbogenlinie um das Zentrum Z des kreisscheibenförmigen Suszeptors 1 angeordnet. Mittels Abdeckplatten 4 oder Ausnehmungen sind Taschen geschaffen, die jeweils eine Lagerfläche 2 umgeben. Jeweils in einer Tasche liegt ein Substrathalter 3 ein. Der Boden jeder Tasche besitzt eine Mehrzahl von sich auf einer Spiralbogenlinie erstreckende Gasverteilkanäle 6, in die Einspeiseöffnungen 7 münden. Durch eine Zuleitung 9 kann ein Trägergas durch eine Einspeiseöffnung 7 in einen Gasverteilkanal 6 eingespeist werden. Dieser Trägergasstrom erzeugt ein Gaspolster, welches einen Drehsinn besitzt, so dass der in der oberhalb der Lagerfläche 2 angeordneten Tasche einliegende Substrathalter 3 in einer Schwebe gehalten wird, in der sich der Substrathalter 3 dreht. Die Gasverteilkanäle 6 bilden eine Gasverteilzone aus, die von einer Gasauslasszone zum Austritt des Trägergases umgeben ist. Beim Stand der Technik wird die Gasauslasszone von einer in Umfangsrichtung geschlossenen Ringfläche 5 ausgebildet, der eine kongruente, ebenfalls geschlossene Ringfläche 15 der Unterseite 3' des Substrathalters 3 gegenüberliegt. Die beiden Ringflächen 5, 15 begrenzen einen Gasaustrittsspalt, der beim Stand der Technik symmetrisch um das Zentrum Z des Substrathalters 3 angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem zuvor skizzierten Stand der Technik durch die Ausgestaltung der Gasauslasszone. Diese ist bezogen auf das Zentrum der kreisrunden Lagerfläche 2 zur Drehlagerung des kreisförmigen Substrathalters 3 asymmetrisch gestaltet. Bei den Ausführungsbeispielen besitzt die Gasverteilzone eine stromaufwärtigen Abschnitt und einen stromabwärtigen Abschnitt. Als stromaufwärtiger Abschnitt kann der Halbkreis der Gasauslasszone bezeichnet werden der zum Zentrum des Suszeptors 1, also zum Gaseinlassorgan, weist. Als stromabwärtiger Abschnitt der Gasauslasszone kann der nach radial außen weisende Abschnitt der Gasauslasszone bezeichnet werden, der zu einem Umfangsrand des Suszeptors 1 weist. Die Erfindung betrifft verschiedene konstruktive Änderungen an einem Gasaustrittsspalt des Standes der Technik. Als Folge von lokalen Erhöhungen oder lokalen Vertiefungen ist der Gasaustrittsspalt an verschiedenen, insbesondere sich diametral gegenüberliegenden Stellen verschieden gestaltet. Bei den Ausführungsbeispielen besitzt der stromaufwärtige Abschnitt der Gasauslasszone Erhöhungen 13, 17, die im stromaufwärtigen Abschnitt den Strömungswiderstand vergrößern. Die Ausführungsbeispiele der Erfindung besitzen darüber hinaus im stromabwärtigen Bereich angeordnete Vertiefungen 11 oder Kanäle 19, die Gasableitungen ausbilden, mit denen im stromabwärtigen Bereich der Strömungswiderstand vermindert wird. Die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele besitzen darüber hinaus teilweise einen Gassammelkanal 10, der die Gasverteilzone umgibt und der als Vertiefung in der Lagerfläche 2 ausgebildet ist. Der Gassammelkanal 10 ist bevorzugt mit der Vertiefung 11 beziehungsweise den Kanälen 19 strömungsverbunden.
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Bei dem in den 5 und 6 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel erstreckt sich entlang des Randes der Lagerfläche 2 beziehungsweise des kreisscheibenförmigen Substrathalters 3 innerhalb der Bodenfläche der Tasche, eine Vertiefung, die einen Gassammelkanal 10 ausbildet. Der Gassammelkanal 10 ist ein ringförmiger Kanal, der sich mit gleichbleibendem Abstand um das Zentrum Z erstreckt. Der sich in Radialauswärtsrichtung im stromaufwärtigen Bereich an den Gassammelkanal 10 anschließende Abschnitt der Lagerfläche 2 bildet eine untere Spaltbegrenzungsfläche 5, der eine ringförmige Spaltbegrenzungsfläche 15 des radial äußersten Randes der Unterseite 3' des Substrathalters 3 gegenüberliegt. Die 6 zeigt, dass die Tasche von einer Ausnehmung gebildet ist, die bezogen auf das Zentrum des Suszeptors 1 eine höhere Stufe ausbildet als nach radial außen hin. In der 5 ist angedeutet, dass die Tasche auch von Abdeckplatten 4, 4' gebildet sein kann.
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Auf der stromabwärtigen Seite (Strömungsrichtung S) geht der Gassammelkanal 10 unter Ausbildung einer radialen Öffnung 11' in eine Vertiefung 11 über. Die Vertiefung 11 ist von einer Abdeckplatte 4 überdeckt, so dass sich ein ringsumschlossener Kanal ausbildet, der eine erste Öffnung 11' zum Gassammelkanal 10 und eine zweite Öffnung 11" zur Randschmalseite des Suszeptors 1 ausbildet. Der 6 ist zu entnehmen, dass die Umfangsbreite - bezogen auf das Figurenzentrum des Suszeptors 1 der Vertiefung 11 - etwa dem Durchmesser der Lagerfläche 2 entspringt. Die Vertiefung 11 ist als Ausnehmung in einer Auflagefläche für die Abdeckplatte 4 ausgebildet.
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Die 7 und 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der zentrale Bereich der Gasverteilzonen von einem Gassammelkanal 10 umgeben ist, der eine ringförmige Vertiefung ausbildet. Der Gassammelkanal 10 wird zumindest im stromaufwärtigen Bereich von einem Spaltbegrenzungsflächenpaar 5, 15 umgeben die zwischen sich einen Gasaustrittsspalt begrenzen. Auf der stromabwärtigen Seite besitzt der Boden des Gassammelkanals 10 eine längliche Öffnung 19', die nach unten zu einem Kanal 19 weist, der sich in einer Umfangsschmalseite des Suszeptors 1 unter Ausbildung einer Öffnung 19" öffnet. Das in die Gasverteilzone durch die Gasverteilkanäle 6 eingespeiste Trägergas wird durch den Gassammelkanal 10 abgeführt und strömt durch die Öffnung 19' in den Kanal 19. Die Gasströmung verlässt den Kanal 19 durch seine Öffnung 19".
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Bei dem in den 9 und 10 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel erstreckt sich über den gesamten stromaufwärtigen Bereich der Gasauslasszone eine halbkreisförmige Bogenrippe 17. Die Bogenrippe 17 kann sich aber auch über mehr als einen Halbkreis, also zumindest über einen Halbkreis, erstrecken. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass sich die Bogenrippe 17 über weniger als einen Halbkreis, beispielsweise nur über 120 Grad um das Zentrum Z der Lagerfläche 2 erstreckt. Die Bogenrippe 17 entspringt einer Ebene, in der sich die Lagerfläche 2 erstreckt. Die Unterseite 3' des Substrathalters 3 besitzt in ihrem an den Rand des Substrathalters 3 angrenzenden Bereich eine ringförmige Nut 18, die eine Nutweite aufweist, die größer ist als die Breite der Bogenrippe 17, so dass die Bogenrippe 17 mit radialem Spiel in die Nut 18 eingreifen kann. Eine nach oben weisende Stirnfläche der Rippe 17 bildet eine weitere Spaltbegrenzungsfläche, der eine vom Boden der Nut 18 gebildete Spaltbegrenzungsfläche gegenüberliegt, so dass sich zwischen Unterseite 3' des Substrathalters 3 und Lagerfläche 2 erste Spaltbegrenzungsflächen 5, 15 ausbilden und zwischen Oberseite der Rippe 17 und Boden der Nut 18 zweite Spaltbegrenzungsflächen. Es ergibt sich eine Art Labyrinthdichtung im stromaufwärtigen Bereich der Gasauslasszone. Die Höhe der Rippe 10 entspricht der Tiefe der Nut 18.
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Der stromabwärtige Abschnitt der Gasauslasszone ist hier ähnlich wie das in den 5 und 6 dargestellte erste Ausführungsbeispiel gestaltet. Die Nut 18 ist mittels einer Öffnung 11' mit einer Vertiefung 11 verbunden, die wiederum nach oben hin von einer Abdeckplatte 4 überdeckt ist und somit einen Kanal zwischen einer ersten Öffnung 11' und einer zweiten Öffnung 11" ausbildet.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird durch die Ausbildung von Öffnungen 11', 19' und sich an die Öffnungen 11', 19' anschließenden Vertiefungen 11 oder Kanäle 19 ein auf den stromabwärtigen Abschnitt der Gasauslasszone beschränkter Bereich mit vermindertem Gasströmungswiderstand geschaffen, so dass nur ein geringer Teil der durch die Zuleitung 9 beziehungsweise Einspeiseöffnungen 7 in die Gasverteilzone eingespeiste Gasstrom durch den Umfangsspalt 8 zwischen ‚Taschenwandung und Umfangsrand des Substrathalters 3 in die Prozesskammer austreten kann. Der größte Teil des in die Gasverteilkammer eingespeisten Gasstroms verlässt das Gaspolster durch die Öffnungen 11‘, 19' und die sich daran anschließenden Vertiefungen 11 oder Kanäle 19.
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Bei dem in der 11 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel bildet eine gestufter Bereich der Gasauslasszone eine zweite Spaltbegrenzungsfläche 13, die gegenüber der ersten Spaltbegrenzungsfläche 5, die von der Lagerfläche 2 ausgebildet ist, höhenversetzt ist. Dieser Spaltbegrenzungsfläche 13 liegt eine weitere Spaltbegrenzungsfläche 12 gegenüber, die von einem Absatz 16 des Substrathalters 3 ausgebildet ist, der radial vorspringt. Als Folge dieser Maßnahme wird im stromaufwärtigen Abschnitt der Gasauslasszone der Strömungswiderstand erhöht. Im stromabwärtigen Abschnitt der Gasauslasszone bildet sich ein Freiraum 14 aus, der den Ringspalt 3 öffnet.
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Bei dem in der 11 dargestellten Ausführungsbeispiel entweicht das Trägergas zwar ebenso wie beim Stand der Technik durch den Ringspalt. Aufgrund der konstruktiven Maßnahmen im stromaufwärtigen Bereich ist der Strömungswiderstand im stromabwärtigen Bereich aber geringer als im stromaufwärtigen Bereich.
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Die in den 5 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiele sind jeweils mit einer Abdeckplattenanordnung 4, 4' und ohne eine Abdeckplattenanordnung 4, 4' dargestellt. Je nach Anwendungsfall wird der Suszeptor 1 mit der Plattenanordnung 4, 4' oder ohne die Plattenanordnung so, wie der Suszeptor in den 6, 8 und 10 dargestellt ist, verwendet. Eine zur 11 alternative, nicht dargestellte Ausführungsform sieht die Verwendung ohne die dort dargestellten Abdeckplatten 4, 4' vor.
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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:
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasauslasszone in Umfangsrichtung um die Gasverteilzone derart asymmetrisch gestaltet ist, dass sie eine strömungswiderstandsgeringe Umfangszone aufweist, die einer strömungswiderstandsgroßen Umfangszone gegenüberliegt.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasauslasszone mit einer ersten Spaltbegrenzungsfläche 5 der Lagerfläche 2 und einer zu dieser kongruenten, von der Unterseite 3' des Substrathalters 2 gebildeten zweiten Spaltbegrenzungsfläche 15 einen Spalt ausbildet, wobei als Folge einer lokalen Erhöhung oder einer lokalen Vertiefung in der ersten Spaltbegrenzungsfläche 5 der Spalt an zwei verschiedenen Stellen unterschiedlich gestaltet ist.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Erhebung von einer Bogenrippe 17 ausgebildet ist, die sich insbesondere auf einem Halbkreisbogen erstreckt und/oder in eine in die Unterseite 2' des Substrathalters 3 eingebrachte Ringnut 18 eingreift.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass an einer Stelle mit einem erhöhten Strömungswiderstand eine von einem Rand des Substrathalters 3 ausgebildete, insbesondere abgesetzte Stufenfläche 12 einen gestuften Bereich 13 der Gasauslasszone unter Ausbildung eines zweiten Spaltes überlappt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der sich zwischen dem gestuften Bereich 13 und der Stufenfläche 12 gebildete zweite Spalt über einen Halbkreisbogen erstreckt und/oder dass dem zweiten Spalt ein Freiraum 14 gegenüberliegt.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass an einer Stelle mit vermindertem Strömungswiderstand eine Gasableitung 11, 19 entspringt.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasableitung von einer lokalen Vertiefung der Spaltbegrenzungsfläche 5 ausgebildet ist und sich insbesondere bis zu einem Rand des Suszeptors 1 erstreckt.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasauslasszone einen als ringförmige Vertiefung ausgebildeten Gassammelkanal 10 aufweist, der an einer Stelle mit einem erhöhten Strömungswiderstand an den zwischen den Spaltbegrenzungsflächen 5, 15 sich erstreckenden Spalt angrenzt und der an einer Stelle mit vermindertem Strömungswiderstand mit einer Öffnung 11', 19' mit einer Vertiefung 11 oder einem Kanal 19 verbunden ist.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasableitung von einer lokalen Vertiefung 11 der Spaltbegrenzungsfläche 5 ausgebildet ist, die sich insbesondere zu einem Rand des Suszeptors 1 erstreckt.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vertiefung 11 oder der Kanal 19 in einem radial äußeren Bereich bezogen auf das Zentrum des Suszeptors 1 angeordnet ist, der eine gegenüber der Lagerfläche 2 geringer höhenbeabstandete Breitseitenfläche aufweist, als ein radial innerer Abschnitt des Suszeptors 1.
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Ein Suszeptor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der kreisförmige, insbesondere kreisringförmige Suszeptor 1 eine Vielzahl von um ein Zentrum Z angeordnete Lagerflächen 2 aufweist, wobei die zum Zentrum Z weisenden Abschnitte der Gasauslasszonen einen größeren Strömungswiderstand aufweisen, als die vom Zentrum Z wegweisenden Abschnitte der Gasauslasszonen.
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Eine Verwendung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in ein Volumen zwischen Lagerfläche 2 und Unterseite 3' des Substrathalters 3 eingespeiste Gasstrom einen Druck erzeugt, der den Substrathalter in der Schwebe hält.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Suszeptor
- 2
- Lagerfläche
- 3
- Substrathalter
- 3'
- Unterseite
- 4
- Abdeckplatte
- 4'
- Abdeckplatte
- 5
- Randfläche
- 6
- Gasverteilkanal
- 7
- Einspeiseöffnung
- 8
- Umfangsspalt
- 9
- Zuleitung
- 10
- Gassammelkanal
- 11
- Vertiefung
- 11'
- Öffnung
- 11"
- Öffnung
- 12
- Spaltbegrenzungsfläche
- 13
- Spaltbegrenzungsfläche
- 14
- Freiraum
- 15
- Spaltbegrenzungsfläche
- 16
- Absatz
- 17
- Bogenrippe
- 18
- Nut
- 19
- Kanal
- 19'
- Öffnung
- 19"
- Öffnung
- 20
- CVD-Reaktor
- 21
- Gaseinlassorgan
- 22
- Heizeinrichtung
- S
- Strömungsrichtung
- Z
- Zentrum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009044276 A1 [0003, 0005]
- US 6569250 B2 [0003]
- US 2003/0233768 A1 [0003]
