DE102020123326A1

DE102020123326A1 - CVD-Reaktor mit temperierbarem Gaseinlassbereich

Info

Publication number: DE102020123326A1
Application number: DE102020123326.4A
Authority: DE
Inventors: Philip Hens
Original assignee: Aixtron SE
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2022-03-10
Also published as: US20230332292A1; TW202219315A; KR20230064619A; EP4211290A2; CN116324027A; WO2022049063A2; WO2022049063A3; JP2023539899A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen CVD-Reaktor mit einem in einem Reaktorgehäuse angeordneten Suszeptor (2), der einen Boden einer Prozesskammer (1) bildet, einem Gaseinlassorgan (3), welches mindestens einen Gaseinlassbereich (4, 4') aufweist, mit einer unterhalb des Suszeptors (2) angeordneten Heizeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Temperaturunterschiedes zwischen dem Grundkörper (7) und einer Prozesskammerdecke (15), mit mehreren vom Gaseinlassorgan (3) in einer Strömungsrichtung beabstandeten Substratträgern (12), jeweils zur Aufnahme von zu beschichtenden Substraten (14) und mit mehreren zwischen dem Gaseinlassorgan (3) und den Substratträgern (12) angeordneten Vorlaufzonenplatten (10), wobei eine Vorlaufzonentemperatur jeweils der zur Prozesskammer (1) weisenden Oberfläche der Vorlaufzonenplatte (10) durch die Auswahl oder Einstellung jeweils eines Wärmeübertragungsmittels (11) einstellbar sind. Zur Individualisie rung der Vorlaufzonentemperatur können die Vorlaufzonenplatten (10) gegen andere Vorlaufzonenplatten (10) mit anderen Wärmeübertragungseigenschaften ausgetauscht werden.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft einen CVD-Reaktor mit einem in einem Reaktorgehäuse angeordneten Suszeptor, der einen Boden einer Prozesskammer bildet, einem Gaseinlassorgan, welches mindestens einen Gaseinlassbereich aufweist, mit einer unterhalb des Suszeptors angeordneten Heizeinrichtung zur Erzeugung eines Temperaturunterschiedes zwischen dem Grundkörper und einer Prozesskammerdecke, mit mehreren vom Gaseinlassorgan in einer Strömungsrichtung beabstandeten Substratträgern, jeweils zur Aufnahme von zu beschichtenden Substraten und mit mehreren zwischen dem Gaseinlassorgan und den Substratträgern angeordneten Vorlaufzonenplatten, wobei eine Vorlaufzonentemperatur jeweils der zur Prozesskammer weisenden Oberfläche der Vorlaufzonenplatte durch die Auswahl oder Einstellung jeweils eines zwischen dem Grundkörper und der Vorlaufzonenplatte angeordneten Wärmeübertragungsmittels einstellbar ist, wobei die jeweils einem der mehreren Substratträger unmittelbar in Strömungsrichtung vorgeordneten Wärmeübertragungsmittel unabhängig von den benachbarten Wärmeübertragungsmitteln einstellbar sind.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Abscheiden insbesondere dotierter Schichten auf Substraten in einem CVD-Reaktor, wobei ein Prozessgas in ein Gaseinlassorgan eingespeist und aus einem Gaseinlassbereich des Gaseinlassorgans in eine Prozesskammer eintritt, deren Boden von einem Suszeptor ausgebildet ist, der von einer unterhalb des Suszeptors angeordneten Heizeinrichtung derart beheizt wird, dass sich zwischen einer Prozesskammerdecke und dem Suszeptor ein Temperaturunterschied ausbildet, wobei das Prozessgas in einer Strömungsrichtung zu den auf Substratträgern aufliegenden Substraten strömt und in einer Vorlaufzone der Prozesskammer zwischen Gaseinlassorgan und Substratträger oberhalb von Vorlaufzonenplatten vorzerlegt wird und Zerlegungsprodukte die Schicht bilden, wobei Vorlaufzonentemperaturen der zur Prozesskammer weisenden Oberflächen der jeweils einem der Substratträger in Strömungsrichtung unmittelbar vorgeordneten Vorlaufzonenplatten durch die Auswahl oder Einstellung jeweils eines zwischen einem Grundkörper des Suszeptors und der Vorlaufzonenplatte angeordneten Wärmeübertragungsmittels eingestellt werden.
Stand der Technik
Ein gattungsgemäßer CVD-Reaktor und ein gattungsgemäßes Verfahren werden in der DE 10 2014 104 218 A1 beschrieben. Zwischen einem Gaseinlassorgan und auf einer Kreisbogenlinie um das Gaseinlassorgan angeordneten Substratträgern befinden sich Vorlaufzonenplatten, wobei jede Vorlaufzonenplatte an zwei Substratträgern angrenzt. Die Vorlaufzonenplatten liegen auf einem Grundkörper des Suszeptors. Zwischen Grundkörper und Vorlaufzonenplatte erstreckt sich ein Horizontalspalt, in den ein Wärmeübertragungsgas eingespeist werden kann, um durch eine Variation der Wärmeleitfähigkeit des Gases den Wärmetransport von dem von einer Heizeinrichtung beheizten Suszeptor zu einer gekühlten Prozesskammerdecke zu beeinflussen. Durch diese Beeinflussung kann die Vorlaufzonentemperatur eingestellt werden.
In der DE 103 23 085 A1 wird ein CVD-Reaktor beschrieben. Auf einem mehrteiligen Suszeptor befinden sich Substrate, die mit einer Halbleiterschicht beschichtet werden. Hierzu werden durch ein Gaseinlassorgan Prozessgase, die aus einer metallorganischen III-Komponente und einer V-Komponente bestehen, in die Prozesskammer eingeleitet. Dies erfolgt mittels eines Trägergases, beispielsweise Wasserstoff. Der Suszeptor wird von unten auf Temperaturen zwischen 500 und über 1.000°C aufgeheizt. Da die Prozesskammerdecke aktiv gekühlt wird, bildet sich innerhalb des Suszeptors ein vertikaler Temperaturgradient aus. Die Temperatur der Oberfläche des Substratträgers und die Temperatur der Oberfläche einer Vorlaufzonenplatte werden durch einen permanenten vertikalen Wärmefluss von der Heizeinrichtung unterhalb des Suszeptors zur Kühleinrichtung oberhalb des Suszeptors bestimmt. Relevant für die Oberflächentemperatur des Substratträgers beziehungsweise des auf dem Substratträger aufliegenden Substrates und die Oberflächentemperatur der Vorlaufzone sind somit die Wärmeübertragungseigenschaften zwischen dem Grundkörper und dem Substratträger beziehungsweise der Vorlaufzonenplatte. Die Vorlaufzonenplatte ist in vertikaler Richtung von dem Grundkörper beabstandet. Hierdurch bildet sich ein Horizontalspalt, der eine Wärmeübertragungsbarriere bildet. Die Oberflächentemperatur der Vorlaufzonenplatte hängt beim Stand der Technik von der voreinstellbaren vertikalen Spaltbreite des Horizontalspaltes ab.
Die DE 10 2010 000 554 A1 beschreibt einen MOCVD-Reaktor, bei dem die Wärmeleitkopplung zwischen einer Deckenplatte und einem Wärmeableitorgan örtlich und insbesondere radial verschieden ist. Durch den zwischen Deckenplatte und Wärmeableitorgan ausgebildeten Horizontalspalt soll ein Spülgas hindurchströmen. Das Spülgas kann aus einer Mischung von Gasen mit voneinander verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten gebildet sein, beispielsweise Wasserstoff und Stickstoff.
Die DE 10 2011 002 146 A1 beschreibt den Einfluss der Vorlaufzonentemperatur und Gasphasenreaktionen innerhalb der Vorlaufzone auf das Schichtwachstum in der sich in Strömungsrichtung an die Vorlaufzone anschließenden Wachstumszone, in denen die Substrate angeordnet sind.
Einen Substrathalter mit Kanälen, durch die ein gasförmiger Wärmeübertrager fließt, beschreibt auch die US 6,001,183 oder die DE 36 33 386 A1 .
Die DE 10 2006 018 514 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Oberflächentemperatur eines Substrates in einer Prozesskammer, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass in einem Horizontalspalt ein gasförmiger Wärmeübertrager eingespeist wird, der ein Gaspolster bildet, auf dem sich ein Substratträger dreht.
Insbesondere beim Abscheiden von dotierten SiC-Schichten haben geringe Änderungen der Vorlaufzonentemperaturen einen erheblichen Einfluss auf den Dotierstoffeinbau. Dies hat zur Folge, dass es bei einem Abscheideprozess, bei dem auf mehrere Substrate, die auf ihnen zugeordneten Substratträgern liegen, gleichzeitig eine Schicht abgeschieden wird, geringfügige Abweichungen der Vorlaufzonentemperaturen von einem Sollwert zu signifikanten Unterschieden in den Dotierstoffkonzentrationen in den abgeschiedenen Schichten kommt. Aufgrund von Toleranzen in den Gaseinlassbereichen des Gaseinlassorgans und anderen Bauteilen des Suszeptors kommt es zu Unterschieden in den Vorlaufzonentemperaturen benachbarter Vorlaufzonen. Dies hat zur Folge, dass die während eines Abscheideprozesses abgeschiedenen Schichten voneinander abweichende Dotierstoffkonzentrationen aufweisen können.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit denen die Vorlaufzonentemperatur für jedes Substrat beziehungsweise jeden Substratträger individuell eingestellt werden kann.
Während beim Stand der Technik die Vorlaufzonentemperatur nur durch Gasflüsse eingestellt werden kann, kann erfindungsgemäß auf beispielsweise toleranzbedingte Abweichungen der Vorlauftemperaturen insbesondere einzelner, gegebenenfalls benachbarter Vorlaufzonen von einer Solltemperatur oder mittleren Temperatur dadurch reagiert werden, dass der Wärmetransport zur Vorlaufzonenplatte in jeder Vorlaufzone individuell auch voreingestellt werden kann. Die Wärmeübertragungsmittel können körperlich der Vorlaufzone zugeordnete Elemente oder Eigenschaften sein. Die Einstellung der Wärmeübertragungsmittel kann vor der Durchführung des Abscheideprozesses erfolgen, beispielsweise dadurch, dass geeignete Vorlaufzonenplatten verwendet werden oder indem die Spalthöhe des Horizontalspaltes individuell gewählt wird. Dies kann aber auch während der Durchführung des Abscheideprozesses erfolgen, indem in den Horizontalspalt ein individuell gemischtes Wärmeübertragungsgas eingespeist wird. Hierzu ist stromaufwärts jedes Substratträgers eine Eintrittsöffnung für ein Wärmeübertragungsgas vorgesehen. Dort mündet ein Einspeisekanal, mit dem ein individuell gemischtes Wärmeübertragungsgas in den Horizontalspalt eingespeist wird. In einer Gasmischeinrichtung ist eine Vielzahl von Massenflussreglern vorgesehen, wobei zumindest jeder Einspeisekanal zumindest einen ihm individuell zugeordneten Massenflussregler aufweist. Mit diesem zumindest einen Massenflussregler kann in den jeweiligen Einspeisekanal ein individuell gemischtes Wärmeübertragungsgas eingespeist werden. Es ist somit möglich, die Oberflächentemperaturen der Vorlaufzonenplatten individuell für jede einem Substratträger vorgeordnete Vorlaufzone einzustellen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Anzahl der Vorlaufzonenplatten der Anzahl der Substratträger entspricht. Die Vorlaufzonentemperatur kann über passive Einstellmittel, beispielsweise die Distanzelemente, eingestellt werden. In dem mit den Distanzelementen höheneingestellten Horizontalspalt kann das Wärmeübertragungsgas eingespeist werden. Alternativ dazu kann zwischen Vorlaufzonenplatte und Grundkörper auch ein Wärmeübertragungselement gelegt werden. Das Wärmeübertragungselement hat eine individuelle Wärmeleitfähigkeit. Zur Vergrößerung der Vorlaufzonentemperatur kann das Wärmeübertragungselement gegen ein anderes Wärmeübertragungselement mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit ausgetauscht werden. Zur Verminderung der Vorlaufzonentemperatur kann das Wärmeübertragungselement gegen ein anderes mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit ausgetauscht werden. Die Höhe des Horizontalspaltes kann individuell durch verschiedene Distanzelemente eingestellt werden, die die Höhe des Horizontalspaltes definieren. Der Horizontalspalt kann sogar Null sein, indem die Vorlaufzonenplatte unmittelbar auf dem Grundkörper aufliegt. Distanzelemente können eine Spalthöhe von 0,5 mm, 0,75 mm, 1 mm etc. erzeugen. Es ist aber auch möglich, sehr schmale Horizontalspalte zu erzeugen, die eine geringere Spalthöhe aufweisen als 0,5 mm. So erzeugt beispielsweise eine 0,7 mm große Spalthöhe gegenüber einer Spalthöhe von 0 mm einen Temperaturunterschied von etwa 20 K. Beim Verwenden des Verfahrens oder der Vorrichtung beim Abscheiden von Siliziumkarbid kann diese Spalthöhenvariation das Dotierstoffniveau um 50 % beeinflussen. Eine Feinabstimmung ist durch die Auswahl der durch den Horizontalspalt strömenden Gasmischung möglich. Ein erfindungsgemäß ausgebildeter CVD-Reaktor kann eine Vielzahl von untereinander gleichgestalteter Vorlaufzonenplatten aufweisen, wobei sich einzelne, insbesondere zwei der Vorlaufzonenplatten hinsichtlich ihrer Wärmeübertragungseigenschaften voneinander unterscheiden. Es ist auch vorgesehen, dass sich zumindest zwei Vorlaufzonenplatten hinsichtlich ihrer Materialstärke oder hinsichtlich Distanzelementen unterscheiden. Vorlaufzonenplatten der erfindungsgemäßen Art können aber auch untereinander gleich ausgebildet sein. Dann ist vorgesehen, dass sich die Spalthöhen unterscheiden, wozu unter zwei voneinander verschiedenen Vorlaufzonenplatten jeweils Distanzelemente mit einer unterschiedlichen Dicke angeordnet sind. Ferner kann vorgesehen sein, dass zwischen Grundkörper und Vorlaufzonenplatte an zwei verschiedenen Vorlaufzonen Wärmeübertragungselemente angeordnet sind, die voneinander verschiedene Wärmeübertragungseigenschaften aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht insbesondere vor, dass vor einem Abscheideprozess einzelne Vorlaufzonenplatten gegen andere Vorlaufzonenplatten mit anderen Wärmeübertragungseigenschaften ausgetauscht werden oder dass Distanzelemente oder Wärmeübertragungselemente ausgetauscht werden.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen werden passive Maßnahmen ergriffen, um die Vorlaufzonentemperaturen dem jeweiligen Substratträger anzupassen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft aktive Temperaturbeeinflussungselemente. Diese Temperaturbeeinflussungselemente können lokal angeordnete Heizeinrichtungen sein. Derartige Vorlaufzonen-Heizeinrichtungen können ein Laser-Heizer, beispielsweise ein Laser-Dioden-Heizer sein. Vorlaufzonen-Heizeinrichtungen können aber auch lokale Widerstandsheizer sein. Die Vorlaufzonen-Heizeinrichtungen können ortsfest am Gehäuse des CVD-Reaktors oder an der Prozesskammerdecke befestigt sein. Ist eine Vorlaufzonen-Heizeinrichtung außerhalb der Prozesskammer am Gehäuse befestigt, so kann die Prozesskammerdecke eine Öffnung aufweisen, durch die ein von der Vorlaufzonen-Heizeinrichtung erzeugter Laserstrahl durch die Öffnung hindurch auf die zur Prozesskammer weisenden Oberfläche der Vorlaufzonenplatte hindurchtritt. Die Auftreffstelle des Laserstrahls liegt auf der Vorlaufzonenplatte. An der Stelle, an der der Laserstrahl auf die Vorlaufzonenplatte auftrifft, wird deren Oberflächentemperatur erhöht. Der Laser, der die Vorlaufzonen-Heizeinrichtung ausbildet, kann von einer Steuereinrichtung mit der Drehbewegung des Suszeptors synchronisiert werden, sodass der Laserstrahl ein- und ausgeschaltet werden kann und nur ausgewählte Vorlaufzonenplatten lokal aufheizt. Es ist aber auch vorgesehen, dass eine Vorlaufzonenplatte oder ein Bereich einer Vorlaufzonenplatte eine Widerstandsheizung aufweist. Eine derartige Widerstandsheizung kann im Grundkörper des Suszeptors integriert sein. Sie kann auch in der Vorlaufzonenplatte integriert sein. Die Widerstandsheizung kann aber auch im Spalt zwischen Vorlaufzonenplatte und Grundkörper des Suszeptors angeordnet sein. Es ist ferner vorgesehen, dass eine Vorlaufzonen-Heizeinrichtung unterhalb des Suszeptors angeordnet sein kann. Auch diese Vorlaufzonen-Heizeinrichtung kann einen Laser aufweisen, mit dem die Unterseite des Suszeptors lokal beheizt werden kann. Eine derartige Vorlaufzonen-Heizeinrichtung kann sich mit dem Suszeptor mitdrehen. Die Heizeinrichtung kann beispielsweise am Ende eines Armes angeordnet sein, der am Tragkörper befestigt ist und der sich mit dem Suszeptor mitdreht. Jedem der Substratträger kann individuell eine Heizeinrichtung zugeordnet sein, um die stromaufwärts des Substratträgers angeordnete Vorlaufzone individuell zu temperieren. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, mit dem zumindest einige der Vorlaufzonen mittels einer gesonderten Heizeinrichtung individuell Wärme zugeführt wird, wobei dies mit einer Vielzahl von Heizeinrichtungen oder mit nur einer Heizeinrichtung erfolgen kann. Bevorzugt werden Heizeinrichtungen, die jeweils einem Substratträger derart zugeordnet sind, dass sie den stromaufwärts des jeweiligen Substratträgers angeordneten Vorlaufzonen ergänzende Wärme zuführen, von einer Steuereinrichtung gesteuert. Eine derartige Steuereinrichtung kann aber auch eine einzige Heizeinrichtung derart steuern, dass sie im Takt der Drehung des Suszeptors ausgewählten Vorlaufzonen Wärme zuführt.
Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungsmerkmale des CVD-Reaktors wird auf die eingangs genannte DE 10 2014 104 218 A1 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt mit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung einbezogen wird.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 einen Halbschnitt durch einen erfindungsgemäßen MOCVD-Reaktor in einer im Wesentlichen schematischen Darstellung,
2 eine Draufsicht auf den Suszeptor 2 etwa gemäß der Schnittlinie II-II,
3 eine Darstellung gemäß 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels,
4 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf den Suszeptor 2 gemäß 2, jedoch betreffend das zweite Ausführungsbeispiel,
5 eine Darstellung gemäß 1 eines dritten Ausführungsbeispiels,
6 schematisch ein Gasmischsystem zur Bereitstellung der Gase,
7 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung gemäß 1,
8 ein fünftes Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 1 und
9 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung gemäß 2.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die 1 und 2 zeigen schematisch die zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Elemente eines MOCVD-Reaktors. Nicht dargestellt ist das Gehäuse des MOCVD-Reaktors, in dem sich die in den 1 und 2 dargestellte Anordnung befindet. Es handelt sich dabei um ein gasdicht nach außen abgeschlossenes Gehäuse, in welches mehrere Gaszuleitungen, Kühlflüssigkeitszuleitungen, und eine Gasableitung münden. Die nicht dargestellten Gaszuleitungen verbinden die Zuleitungsabschnitte 5, 5' mit einem Gasmischsystem, welches Vorratsbehälter aufweist, in denen Prozessgase und Trägergase bevorratet werden. Die Bevorratung der Prozessgase und der Trägergase kann aber auch entfernt vom Gasmischsystem erfolgen, beispielsweise in einer zentralen Gasversorgung. Die zentrale Gasversorgung ist dann mit Versorgungsleitungen mit dem Gasmischsystem verbunden. Als Prozessgase werden dort ein Kohlenstoff enthaltendes Gas und ein Silizium enthaltendes Gas, beispielsweise ein Kohlenwasserstoff oder eine Silizium-Wasserstoffverbindung bevorratet. In alternativen Verfahren können dort AsH₃, NH₃, PH₃, Trimethyl-Gallium, Trimethyl-Indium, Trimethyl-Aluminium und andere Hydride oder metallorganische Verbindungen sowie Dotierstoffe bevorratet werden. Diese werden unter Verwendung von Ventilen und Massenflussreglern in ein Gaseinlassorgan 3 über die Zuleitungsabschnitte 5, 5' eingespeist, wo die Prozessgase getrennt voneinander aus Gaseinlassbereichen 4,4', die vertikal übereinander angeordnet sind, in eine Prozesskammer 1 einströmen. Es können drei oder mehr Zuleitungsabschnitte 5, 5' vorgesehen sein.
Eine Energieversorgung ist mit einer ein oder mehrere Heizzonen aufweisenden Heizeinrichtung verbunden, die Wärme erzeugt, die von unten her in einen Grundkörper 7 eines Suszeptors 2 eingespeist wird. Es bildet sich ein permanenter Wärmefluss von der Heizeinrichtung 6 zur gekühlten Prozesskammerdecke 15 aus, wodurch sich ein vertikaler Temperaturgradient innerhalb des Suszeptors 2 ausbildet.
Der Grundkörper 7 trägt eine Vielzahl von in gleichmäßiger Winkelverteilung angeordnete Substratträger 12. Die Substratträger 12 haben eine kreisscheibenförmige Gestalt und sind um eine Drehachse 13 drehbar. Sie können auf einem Gaspolster aufliegen, das dem Substratträger 12 auch die Drehung aufzwingt. Es wird durch ein Gas ausgebildet, das an einer Einspeisestelle 19 durch einen Einspeisekanal 20 in einen Horizontalspalt zwischen Unterseite des Substratträgers 12 und Oberseite des Grundkörpers 7 eingespeist wird.
Die nicht von den Substratträgern 12 abgedeckten Oberflächenbereiche des Grundkörpers 7 dessen sämtliche Teile aus Graphit, Quarz oder einem geeigneten Metall bestehen können, sind von Platten 10, 27 abgedeckt. Im Ausführungsbeispiel wird der radial äußere Bereich von einer Außenplatte 27 abgedeckt.
Der radial innere Bereich wird von mehreren Vorlaufzonenplatten 10 abgedeckt. Beim Ausführungsbeispiel sind sechs Vorlaufzonenplatten 10 und sechs Substratträger 12 vorgesehen. Dabei ist jedem Substratträger 12 individuell eine Vorlaufzonenplatte 10 zugeordnet. Die Vorlaufzonenplatte 10 füllt dabei jeweils das gesamte Segment des kreisscheibenförmigen Suszeptors 2 aus, in dem ein Substratträger 12 angeordnet ist. Die gesamte Fläche zwischen einem Substratträger 12 und dem zentralen Gaseinlassorgan 3 wird von einer Vorlaufzonenplatte 10 ausgefüllt. Die Vorlaufzonenplatten 10 grenzen unter Ausbildung einer Fuge 22 aneinander, die in einer Radialrichtung verläuft. Die Fugen 22 können mit Trennfugen zwischen zwei Außenplatten 27 fluchten. Die Fugen 22 verlaufen mittig durch einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Substratträgern 12. Die Vorlaufzonenplatten 12 können individuell ausgetauscht werden.
Das Material der Vorlaufzonenplatte 10 beziehungsweise der Außenplatte 27 kann dasselbe Material sein, aus dem der Grundkörper 7 besteht. Die Zentralplatte 8 besteht bevorzugt aus Quarz. Der Ringkörper, der Substratträger 12 und die Vorlaufzonenplatte 10 bestehen hingegen bevorzugt aus Graphit, insbesondere aus einem beschichteten Graphit.
Die Vorlaufzonenplatte 10 grenzt unter Ausbildung eines Vertikalspaltes an die Substratträger 12 und mit einem Vertikalspalt an das Gaseinlassorgan 3 an. Mit nicht dargestellten, jedoch aus der eingangs zitierten Literatur her bekannten Distanzmitteln wird die Vorlaufzonenplatte 10 in einem vertikalen Abstand zum Grundkörper 7 gehalten. Es bildet sich somit ein aus mehreren Abschnitten 11, 11' bestehender Horizontalspalt aus. Der Horizontalspalt 11 kann einen unmittelbar an das Gaseinlassorgan 3 angrenzenden gekühlten Abschnitt und einen unmittelbar an den Substratträger 12 angrenzenden, beheizten Abschnitt ausbilden.
Die Unterseite der Vorlaufzonenplatte 10 kann eben ausgebildet sein. In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Unterseite der Vorlaufzonenplatte 10 gestuft ausgebildet sein.
In Radialrichtung liegt zwischen jedem Substratträger 12 und dem Gaseinlassorgan 3 zumindest eine Einspeisestelle 8 für ein Wärmeübertragungsgas, das mittels eines Einspeisekanals 21 der Einspeisestelle 8 zugeführt wird.
Die 6 zeigt schematisch ein Gasmischsystem 27 mit insgesamt sechs paarweise angeordneten Massenflussreglern 30, 31, von denen nur zwei dargestellt sind. Mittels der Massenflussregler 30, 31 kann ein Wärmeübertragungsgas aus zwei Inertgasen, beispielsweise Stickstoff und Wasserstoff, gemischt werden, wobei die beiden Inertgase voneinander verschiedene spezifische Wärmeleitfähigkeiten aufweisen. Die von den Massenflussreglern 30, 31 individuell bereitgestellte Gasmischung wird in eine von insgesamt sechs Einspeisekanälen 21 eingespeist. Jeder der im Ausführungsbeispiel sechs Vorlaufzonenplatten 10 ist ein Einspeisekanal 21 zugeordnet, sodass in den Horizontalspalt 11,11' zwischen Grundkörper 7 und Vorlaufzonenplatte 10 ein, bezogen auf jeden Substratträger 12, individueller Wärmeübertragungsgasfluss eingespeist werden kann.
Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich ein Abschnitt des Horizontalspaltes 11' radial innerhalb der Einspeisestelle 8 und ein Abschnitt des Horizontalspaltes 11 stromabwärts der Einspeisestelle 8. Die Zuführung des Wärmeübertragungsgases kann durch einen säulenförmigen Tragkörper 18 erfolgen, der drehantreibbar ist, um den Suszeptor 2 um eine Drehachse 17 zu drehen. Indem in die Einspeisekanäle 21 unabhängig voneinander Gase eingespeist werden können, lässt sich jede Vorlaufzone individuell temperieren. Es können unabhängig voneinander Mischungen zweier hinsichtlich ihrer Wärmeleiteigenschaften stark voneinander verschiedene Gase in die Einspeisekanäle 21 eingespeist werden. Durch das Mischungsverhältnis der beiden Gase ändert sich die Wärmeleiteigenschaft des Abschnittes 11' des Horizontalspaltes, in den das Gas eingespeist wird.
Es ist vorgesehen, dass einzelne Vorlaufzonenplatten 10 gegen Vorlaufzonenplatten 10 mit anderen Wärmeleiteigenschaften ausgetauscht werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit Vorlaufzonenplatten 10 aufweisen, die untereinander unterschiedliche Wärmeleiteigenschaften aufweisen und insbesondere aus voneinander verschiedenen Werkstoffen bestehen.
Das Gasmischsystem 23 besitzt darüber hinaus Massenflussregler 32, deren Anzahl der Anzahl der Substratträger 12 entspricht. Das von den Massenflussreglern 32 bereitgestellte Gas wird in Einspeisekanäle 20 eingespeist, die an der Einspeisestelle 19 münden.
Bei dem in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Höhe des Horizontalspaltes 11 von Distanzelementen 23, 24 definiert. Die Distanzelemente können Höhen von 0,5 mm, 0,75 mm und 1 mm oder eines Vielfachen davon aufweisen. Es können insbesondere Distanzelemente 23, 24 verwendet werden, die aus Keramik oder einem anderen Material bestehen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass eine Vorlaufzonenplatte 10 von drei Distanzelementen 23, 24 unterstützt wird. Die Distanzelemente 23, 24 können aus einer Gruppe von Distanzelementen ausgewählt werden, die voneinander verschiedene Dicken haben, wobei sich die Dicken der Distanzelemente 23, 25 jeweils durch gleiche Abstandsmaße im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 mm unterscheiden, sodass eine feingestufte Höheneinstellung des Horizontalspaltes 11 möglich ist.
Die verschieden dicken Distanzelemente 23, 24 können mit Vorlaufzonenplatten 10 mit einer unterschiedlichen Materialstärke kombiniert werden, sodass die zur Prozesskammer 1 weisende Oberseite der Vorlaufzonenplatten 10 auf einem einheitlichen Niveau verlaufen. Benachbarte Vorlaufzonenplatten 10 können somit voneinander verschiedene Materialstärken aufweisen und auf verschieden hohen Distanzelementen 23, 24 aufliegen.
Es ist aber auch vorgesehen, dass die Distanzelemente 23, 24 materialeinheitlich oder zumindest fest mit der Unterseite der Vorlaufzonenplatte 10 verbunden sind. Horizontalspalte 11 mit unterschiedlichen Höhen können bei diesem Ausführungsbeispiel durch den Austausch einzelner Vorlaufzonenplatten 10 erreicht werden.
Bei dem in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Zwischenraum zwischen der Unterseite der Vorlaufzonenplatte 10 und der Oberseite des Grundkörpers 7 von einem Wärmeübertragungselement 25 ausgefüllt. Das Wärmeübertragungselement 25 kann dabei denselben Grundriss wie die Vorlaufzonenplatte 10 aufweisen. Auch hier kann vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungselemente 25 voneinander verschiedene Materialstärken aufweisen und mit Vorlaufzonenplatten 10 mit verschiedenen Materialstärken kombiniert werden, sodass die Oberseiten der Vorlaufzonenplatten 10 auf einem einheitlichen Niveau verlaufen. Verschiedene Wärmeübertragungselemente 25 können aus voneinander verschiedenen Materialien bestehen. Die Materialien unterscheiden sich durch ihre Wärmeleitfähigkeit. Ein erfindungsgemäßer CVD-Reaktor kann somit gleichgestaltete Wärmeübertragungselemente 25 aufweisen, die voneinander verschiedene Wärmeleitfähigkeiten besitzen. Es ist auch möglich, dass verschiedene Vorlaufzonenplatten 10 unterschiedliche spezifische Wärmeleitfähigkeiten besitzen. Bei dem in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel kann es nicht erforderlich sein, ein Wärmeübertragungsgas zwischen Vorlaufzonenplatte 10 und Grundkörper 7 einzuspeisen.
Die 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die zur Prozesskammer weisende Oberfläche der Vorlaufzonenplatte 10 aktiv beheizbar ist. Es ist eine Heizeinrichtung 36 vorgesehen, bei der es sich um einen Laser handelt. Der Laser 36 ist am Gehäuse des CVD-Reaktors 9 befestigt. Der vom Laser 36 erzeugte Laserstrahl 38 kann durch eine Öffnung 37 der Prozesskammerdecke 15 hindurch bis auf die Oberfläche der Vorlaufzonenplatte 10 strahlen. Die Oberfläche der Vorlaufzonenplatte 10 wird an der Auftreffstelle des Laserstrahls 38 lokal erwärmt.
Es ist eine nicht dargestellte Steuereinrichtung vorgesehen, mit der der Laser 36 mit der Drehbewegung des Suszeptors 2 derart synchronisiert wird, dass bei jeder Umdrehung des Suszeptors 2 jeweils dieselben Vorlaufzonenplatten 10 mittels des Laserstrahls 38 lokal beheizt werden. Der Laser 36 wird von der Steuereinrichtung somit im Takt der Drehung des Suszeptors 2 einfach oder mehrfach an- und ausgeschaltet.
Es ist aber auch möglich, den Laser 36 an der Prozesskammerdecke 15 zu befestigen. Auch hier kann der Laserstrahl 38 durch eine Öffnung 37 der Prozesskammerdecke 15 hindurchtreten. Wird der Laser 36 unterhalb der Prozesskammerdecke 15 befestigt, so ist dies nicht erforderlich.
Bei dem in der 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Suszeptor 2 von unten mit einer lokalen Heizeinrichtung 36 beheizt. Die lokale Heizeinrichtung 36 kann ein Laser sein, der einen Laserstrahl 38 erzeugt, der im Bereich einer Vorlaufzonenplatte 10 gegen die Unterseite des Suszeptors 2 und insbesondere gegen die Unterseite des Grundkörpers 7 tritt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Laser 36 sich mit dem Suszeptor 2 mitdreht. Er kann hierzu fest an dem Suszeptor 2 oder - wie in der 8 dargestellt - mit einem Arm 39 am Schaft 18 befestigt sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel können mehrere Heizeinrichtungen 36 vorgesehen sein. Es ist insbesondere vorgesehen, dass jedem Substratträger 12 individuell eine Heizeinrichtung 36 zugeordnet ist.
Bei dem in der 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem der mehreren Substratträger 12 individuell eine Widerstandsheizung 40 zugeordnet. Die Widerstandsheizung 40 ist jeweils stromaufwärts des Substratträgers 12 angeordnet und kann Bestandteil der Vorlaufzonenplatte 10 sein. Die Widerstandsheizung 40 kann aber auch im Grundkörper 7 des Suszeptors 2 angeordnet sein. Es ist ferner möglich, dass die Widerstands-Heizeinrichtung 40 in einem Spalt 11 zwischen der Vorlaufzonenplatte 10 und dem Grundkörper 7 angeordnet ist.
Es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mit der die Heizeinrichtungen 36, 40 betreibbar sind und die die Heizeinrichtungen 36, 40 derart mit Heizleistung versorgt, dass die Oberflächentemperaturen aller auf den Substratträgern 12 aufliegenden Substrate im Wesentlichen dieselbe ist.
Bei den in den 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen ist es nicht erforderlich, dass jedem der einzelnen Substratträger 12 eine individuelle Vorlaufzonenplatte 10 zugeordnet ist. Bei diesen Ausführungsbeispielen können einzelne Vorlaufzonenplatten 10 auch mehreren Substratträgern 12 zugeordnet sein, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist.
Hinsichtlich der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen CVD-Reaktors oder hinsichtlich der weiteren Verfahrensmerkmale wird auf die eingangs genannte DE 10 2014 104 218 A1 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt vollinhaltlich mit in diese Offenbarung einbezogen wird, insbesondere auch, um Merkmale in die Ansprüche zu übernehmen.
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:
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass jedem der mehreren Substratträger 12 eine von den anderen Vorlaufzonenplatten 10 getrennte Vorlaufzonenplatte 10 zugeordnet ist.
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Spalthöhe eines zwischen der Vorlaufzonenplatte 10 und dem Grundkörper 7 sich erstreckenden Horizontalspalts 11, 11' einstellbar ist.
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spalthöhe durch voneinander verschiedene Distanzelemente 23, 24 oder durch den Austausch einer Vorlaufzonenplatte 10 durch eine andere Vorlaufzonenplatte 11 einstellbar ist.
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen Grundkörper 7 der Vorlaufzonenplatte 10 voneinander verschiedene Wärmeübertragungselemente 25 mit voneinander verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten einsetzbar sind.
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass in einen Horizontalspalt 11, 11' zwischen Grundkörper 7 und Vorlaufzonenplatte 10 zumindest ein Einspeisekanal 20, 21 mündet, durch den ein Wärmeübertragungsgas in den Horizontalspalt 11, 11' einspeisbar ist, welches von einer Gasmischeinrichtung bereitgestellt wird.
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass in Strömungsrichtung vor jedem Substratträger 12 zumindest ein Einspeisekanal 20, 21 mündet und in jedem dieser Einspeisekanäle 20, 21 eine individualisierte Mischung eines aus zwei Gasen mit voneinander verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten bestehendes Wärmeübertragungsgas einspeisbar ist, wozu jeder Einspeisekanal 20, 21 zumindest einen Massenflussregler 31, 32 aufweist zur Steuerung eines Massenflusses des Wärmeübertragungsgases.
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorlaufzonenplatten 10 in einer kreisförmigen Anordnung um das Gaseinlassorgan 3 angeordnet sind und dass die Substratträger 12 radial außerhalb jeweils einer Vorlaufzonenplatte 10 angeordnet sind, dass die Strömungsrichtung eine Radialrichtung ist und dass radial außerhalb der Substratträger 12 ein Gasauslass 26 angeordnet ist.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass jedem der mehreren Substratträger 12 eine von den anderen Vorlaufzonenplatten 10 getrennte Vorlaufzonenplatte 10 zugeordnet ist.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein CVD-Reaktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird und die Vorlaufzonentemperatur durch die Wahl geeigneter Distanzelemente 23, 24, geeigneter Vorlaufzonenplatten 10, geeignete Wärmeübertragungselemente, und/oder eines geeigneten Wärmeübertragungsgases eingestellt wird.
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorlaufzonen individuell beheizbar sind.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einigen der Vorlaufzonen mittels einer gesonderten Heizeinrichtung 36, 40 individuell Wärme zugeführt wird.
Ein CVD-Reaktor oder ein Verfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Vorlaufzonen mit einer Vorlaufzonen-Heizeinrichtung beheizbar sind, wobei die Vorlaufzonen-Heizeinrichtung ein Laser 36 oder eine Widerstandsheizung 40 sein kann.
Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorlaufzonen-Heizeinrichtung 36 ortsfest am Gehäuse des CVD-Reaktors 9 oder an der Prozesskammerdecke 15 angeordnet ist und/oder dass die Vorlaufzonen Heizeinrichtung 36 drehfest mit dem Suszeptor 2 verbunden ist und/oder unterhalb des Suszeptors 7 angeordnet ist.
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.
Bezugszeichenliste

1: Prozesskammer
2: Suszeptor
3: Gaseinlassorgan
4: Gaseinlassbereich
4': Gaseinlassbereich
5: Zuleitungsabschnitt
5': Zuleitungsabschnitt
6: Heizeinrichtung
7: Grundkörper
8: Einspeisestelle
9: CVD-Reaktor
10: Vorlaufzonenplatte
11: Horizontalspalt
11': Horizontalspalt
12: Substratträger
13: Drehachse
14: Substrat
15: Prozesskammerdecke
16: Kühlkanal
17: Drehachse
18: Tragkörper
19: Einspeisestelle
20: Einspeisekanal
21: Einspeisekanal
22: Fuge
23: Distanzelement
24: Distanzelement
25: Wärmeübertragungselement
26: Gasauslass
27: Gasmischsystem
28: Massenflussregler
29: Massenflussregler
30: Massenflussregler
31: Massenflussregler
32: Massenflussregler
33: Regler
35: Gasquelle
36: Laser-Heizelement
37: Öffnung
38: Laserstrahl
39: Arm
40: Widerstandsheizung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014104218 A1 [0003, 0013, 0040]
DE 10323085 A1 [0004]
DE 102010000554 A1 [0005]
DE 102011002146 A1 [0006]
US 6001183 [0007]
DE 3633386 A1 [0007]
DE 102006018514 A1 [0008]

Claims

CVD-Reaktor mit einem in einem Reaktorgehäuse angeordneten Suszeptor (2), der einen Boden einer Prozesskammer (1) bildet, einem Gaseinlassorgan (3), welches mindestens einen Gaseinlassbereich (4, 4') aufweist, mit einer unterhalb des Suszeptors (2) angeordneten Heizeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Temperaturunterschiedes zwischen dem Grundkörper (7) und einer Prozesskammerdecke (15), mit mehreren vom Gaseinlassorgan (3) in einer Strömungsrichtung beabstandeten Substratträgern (12), jeweils zur Aufnahme von zu beschichtenden Substraten (14) und mit mehreren zwischen dem Gaseinlassorgan (3) und den Substratträgern (12) angeordneten Vorlaufzonenplatten (10), wobei eine Vorlaufzonentemperatur jeweils der zur Prozesskammer (1) weisenden Oberfläche der Vorlaufzonenplatte (10) durch die Auswahl oder Einstellung jeweils eines Wärmeübertragungsmittels (11) einstellbar ist, wobei die jeweils einem der mehreren Substratträger (12) unmittelbar in Strömungsrichtung vorgeordneten Wärmeübertragungsmittel (11) unabhängig voneinander einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der mehreren Substratträger (12) eine von den anderen Vorlaufzonenplatten (10) getrennte Vorlaufzonenplatte (10) zugeordnet ist.
CVD-Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spalthöhe eines zwischen der Vorlaufzonenplatte (10) und dem Grundkörper (7) sich erstreckenden Horizontalspalts (11, 11') einstellbar ist.
CVD-Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalthöhe durch voneinander verschiedene Distanzelemente (23, 24) oder durch den Austausch einer Vorlaufzonenplatte (10) gegen eine andere Vorlaufzonenplatte (11) einstellbar ist.
CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Grundkörper (7) und Vorlaufzonenplatte (10) austauschbare Wärmeübertragungselemente (25) angeordnet sind.
CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Horizontalspalt (11, 11') zwischen Grundkörper (7) und Vorlaufzonenplatte (10) zumindest ein Einspeisekanal (21) mündet, durch den ein Wärmeübertragungsgas in den Horizontalspalt (11, 11') einspeisbar ist, welches von einer Gasmischeinrichtung bereitgestellt wird.
CVD-Reaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung vor jedem Substratträger (12) zumindest ein Einspeisekanal (21) mündet und in jedem dieser Einspeisekanäle (21) eine individualisierte Mischung eines aus zwei Gasen mit voneinander verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten bestehendes Wärmeübertragungsgas einspeisbar ist, wozu jeder Einspeisekanal (21) zumindest einen Massenflussregler (31, 32) aufweist zur Steuerung eines Massenflusses des Wärmeübertragungsgases.
CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufzonenplatten (10) in einer kreisförmigen Anordnung um das Gaseinlassorgan (3) angeordnet sind und dass die Substratträger (12) radial außerhalb jeweils einer Vorlaufzonenplatte (10) angeordnet sind, dass die Strömungsrichtung eine Radialrichtung ist und dass radial außerhalb der Substratträger (12) ein Gasauslass (26) angeordnet ist.
CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest zwei voneinander verschiedenen Vorlaufzonen Vorlaufzonenplatten (11) mit voneinander verschiedenen Wärmeübertragungseigenschaften, Distanzelemente (23, 24) mit voneinander verschiedenen Dicken oder Wärmeübertragungselemente (25) mit voneinander verschiedenen Wärmeübertragungseigenschaften angeordnet sind.
Verfahren zum Abscheiden von insbesondere dotierten Schichten, insbesondere SiC-Schichten auf Substraten (14) in einem CVD-Reaktor, wobei ein Prozessgas in ein Gaseinlassorgan (3) eingespeist und aus einem Gaseinlassbereich (4, 4') des Gaseinlassorgans (3) in eine Prozesskammer (1) eintritt, deren Boden von einem Suszeptor (2) ausgebildet ist, der von einer unterhalb des Suszeptors (2) angeordneten Heizeinrichtung (6) derart beheizt wird, dass sich zwischen einer Prozesskammerdecke (15) und dem Suszeptor (2) ein Temperaturunterschied ausbildet, wobei das Prozessgas in einer Strömungsrichtung zu den auf Substratträgern (12) aufliegenden Substraten (14) strömt und in einer Vorlaufzone der Prozesskammer (1) zwischen Gaseinlassorgan (3) und Substratträger (12) oberhalb von Vorlaufzonenplatten (10) vorzerlegt wird und Zerlegungsprodukte die Schicht bilden, wobei Vorlaufzonentemperaturen der zur Prozesskammer (1) weisenden Oberflächen der jeweils einem der Substratträger (12) in Strömungsrichtung unmittelbar vorgeordneten Vorlaufzonenplatten (10) durch die Auswahl oder Einstellung jeweils eines Wärmeübertragungsmittels (11) eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der mehreren Substratträger (12) eine von den anderen Vorlaufzonenplatten (10) getrennte Vorlaufzonenplatte (10) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein CVD-Reaktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird und die Vorlaufzonentemperatur durch die Wahl geeigneter Distanzelemente (23, 24), geeigneter Vorlaufzonenplatten (10), geeignete Wärmeübertragungselemente, und/oder eines geeigneten Wärmeübertragungsgases eingestellt wird.
CVD-Reaktor mit einem in einem Reaktorgehäuse angeordneten Suszeptor (2), der einen Boden einer Prozesskammer (1) bildet, einem Gaseinlassorgan (3), welches mindestens einen Gaseinlassbereich (4, 4') aufweist, mit einer unterhalb des Suszeptors (2) angeordneten Heizeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Temperaturunterschiedes zwischen dem Grundkörper (7) und einer Prozesskammerdecke (15), mit mehreren vom Gaseinlassorgan (3) in einer Strömungsrichtung beabstandeten Substratträgern (12), jeweils zur Aufnahme von zu beschichtenden Substraten (14) und mit mehreren zwischen dem Gaseinlassorgan (3) und den Substratträgern (12) angeordneten Vorlaufzonenplatten (10), wobei eine Vorlaufzonentemperatur jeweils der zur Prozesskammer (1) weisenden Oberfläche der Vorlaufzonenplatte (10) unabhängig voneinander einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufzonen individuell beheizbar sind.
Verfahren zum Abscheiden von insbesondere dotierten Schichten, insbesondere SiC-Schichten auf Substraten (14) in einem CVD-Reaktor, wobei ein Prozessgas in ein Gaseinlassorgan (3) eingespeist und aus einem Gaseinlassbereich (4, 4') des Gaseinlassorgans (3) in eine Prozesskammer (1) eintritt, deren Boden von einem Suszeptor (2) ausgebildet ist, der von einer unterhalb des Suszeptors (2) angeordneten Heizeinrichtung (6) derart beheizt wird, dass sich zwischen einer Prozesskammerdecke (15) und dem Suszeptor (2) ein Temperaturunterschied ausbildet, wobei das Prozessgas in einer Strömungsrichtung zu den auf Substratträgern (12) aufliegenden Substraten (14) strömt und in einer Vorlaufzone der Prozesskammer (1) zwischen Gaseinlassorgan (3) und Substratträger (12) oberhalb von Vorlaufzonenplatten (10) vorzerlegt wird und Zerlegungsprodukte die Schicht bilden, wobei Vorlaufzonentemperaturen der zur Prozesskammer (1) weisenden Oberflächen der jeweils einem der Substratträger (12) in Strömungsrichtung vorgeordneten Vorlaufzonen eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einigen der Vorlaufzonen mittels einer gesonderten Heizeinrichtung (36, 40) individuell Wärme zugeführt wird.
CVD-Reaktor nach Anspruch 11 oder Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufzonen mit einer Vorlaufzonen-Heizeinrichtung beheizbar sind, wobei die Vorlaufzonen-Heizeinrichtung ein Laser (36) oder eine Widerstandsheizung (40) sein kann.
CVD-Reaktor nach Anspruch 12 oder Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufzonen-Heizeinrichtung (36) ortsfest am Gehäuse des CVD-Reaktors (9) oder an der Prozesskammerdecke (15) angeordnet ist und/oder dass die Vorlaufzonen Heizeinrichtung (36) drehfest mit dem Suszeptor (2) verbunden ist und/oder unterhalb des Suszeptors (7) angeordnet ist.
CVD-Reaktor oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.