DE1237982B

DE1237982B - Vorrichtung zum induktiven Beheizen des Traegerstabes bei der Abscheidung von Halbleitermaterial aus der Gasphase

Info

Publication number: DE1237982B
Application number: DE1963S0084131
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Wolfgang Keller; Otto Schmidt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-03-13
Filing date: 1963-03-13
Publication date: 1967-04-06

Description

Vorrichtung zum induktiven Beheizen des Trägerstabes bei der Abscheidung von Halbleitennaterial aus der Gasphase Es ist bereits ein Verfahren zur Abscheidung von Halbleitermaterial bekanntgeworden, das darin besteht, daß das Halbleitermaterial aus einem strömenden Gemisch einer gasförmigen Verbindung, vorzugsweise eines Halogenids, des Halbleitermaterials und eines gasförmigen Realktionsmittels durch Reaktion, insbesondere Reduktion, auf einem erhitzten Körper aus demselben Halbleitermaterial abgeschieden wird. Beispielsweise können gemäß der deutschen Patentschrift 1061593 in einem Reaktionsgefäß zwei oder mehr stabförmige Träger aus Silicium einseitig ge-1mItert in der Weise angeordnet sein, daß die freien Enden der Stäbe stromleitend miteinander verbunden sind und daß das gehalterte Ende jedes Stabes an einem Pol einer elektrischen Stromquelle angeschlossen ist. Die Trägerstäbe werden durch direkten Stromdurchgang erhitzt und durch das Reaktionsgefäß ein Gasstrom geleitet, der z. B. aus einem Gemisch von Wasserstoff und Siliciumtetrachlorid oder Silicoc.,1-1oroform besteht. Die Siliciumverbindung wird an den erhitzten Trägerstäben reduziert und auf diesen -is Silicium niedergeschlagen.
Es ist auch bereits ein Verfahren zur Abscheidung von Halbleitermaterial bekanntgeworden, bei dem die Erhitzung des Trägerstabes mittels Hochfrequenzenergie erfolgt. Beispielsweise kann gemäß der deutsehen Auslegeschrift 1047 181 ein Trägerstab in einem Ouarzgefäß angeordnet sein, welches von einer wassergekühlten Kupferschlange umgeben ist, die die Form einer Zylinderspule aufweist.
Die Erfindung geht von diesen bekannten Verfahren aus und betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum induktiven Beheizen des Trägerstabes bei der Abscheidung von Halbleitermaterial aus der Gasphase, vorzugsweise aus einem Gemisch einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials mit einem Reaktions- und/oder Trägergas. Sie ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Erzeugen von wenigstens zwei elektromagnetischen Feldern vorgesehen sind, die sich zu einem Drehfeld eraänzen, in dessen Drehachse der Trägerstab so an-Cre ordnet ist, daß die Drehachse mit der Stabachse zusammenfällt.
Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtuno, ist darin zu sehen, daß eine vollkommen gleichmäßige Erhitzung des Trägerstabes durchführbar ist, t' C bei der zufällige Ankipplungsfehler, welche durch Unsymmetrien des Trägerstabes oder der Heizspule CI bedingt g sind, ausgeglichen werden.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der I Erfindung dargestellt, aus denen weitere Einzel-Ileiten hervorgehen. Die F i g. 1 und 2 zeigen eine erc findunasaemäße Vorrichtung im Aufriß und im Schnitt.
Ein Trägerstab 2, in der Zeichnung bereits durch Abscheidung verdickt dargestellt, ist innerhalb eines Quarz-efäßes 3 untergebracht, welches beispielsweise aus einem glockenförmigen Oberteil und einem becherförmigen Unterteil bestehen kann, die beide mit einem Schliff aneinandergepaßt sind. An dem Unterteil ist die Halterung 4 angebracht, in welche der Trägerstab 2 eingesteckt werden kann. Ferner führen durch das Unterteil des Gefäßes 3 zwei Durchführungen, durch welche das Reaktionsgasgemisch zu- bzw. die Restgase abgeführt werden können.
Zur Beheizung dienen z. B. zwei länglich verformte Spulen 5 und 6, welche beispielsweise aus starkem Kupferblech bestehen können. über zwei Zuführuna -"en 7 und 8 ist die Spule 5 an einen Hochfrequenz generator angekoppelt, während die Spule 6 über zwei Zuführungen 9 und 10 an einen anderen bzw. denselben Hochfrequenzgenerator angekoppelt ist. Die Zuführungen 7 und 9 liegen auf gemeinsamem Potential und sind zweckmäßigerweise geerdet.
Es besteht die Möglichkeit, die beiden Spulen 5 und 6 aus zwei gleichfrequenten Generatoren zu speisen, deren Ströme gegeneinander um 90' phasenverschoben sind. Beispielsweise können die Hochfrequenzgeneratoren von der gleichen Frequenz gesteuert sein. Eine andere Möglichkeit der Erzeugung eines Drehfeldes besteht darin, daß die beiden Spulen von zwei Generatoren gespeist werden, welche in der Frequenz gegeneinander verstimmt sind. Zum Beispiel kann einer der Generatoren mit einer Frequenz von 4 MHz und der andere mit einer Frequenz von 3,8 MHz arbeiten.
Die beiden Hochfrequenzspulen 5 und 6 sind länglich verforint in der Weise, daß sie Windungsteile besitzen, welche parallel zueinander verlaufen. Der Trägerstab wird parallel zu diesen Windungsteilen angeordnet. Die Ankopplung des Halbleitermaterials an die Induktionsspulen ist auf diese Weise sehrgut. Die Spulenachsen der beiden länglich verformten Spulen stehen senkrecht aufeinander.
Selbstverständlich können auch Spulen mit mehreren Windungen verwendet werden. Es hat sich aber herausgestellt, daß Spulen mit einer Windung vollkommen zur Ankopplung reichen. Es stellt dies deshalb eine bevorzu-te Ausführun sfonn dar, da sich C, 9 hiermit ein besonders gedrängter und einfacher Auf-L' bau ergibt. Der Durchmesser des zylindrischen Quarz-, Cr ef äßes 3 beträg gt etwa 8 cm, der Abstand der beiden parallel zueinander verlaufenden Windungsteile der Spulen 5 bzw. 6 beträgt etwa 10 cm.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum induktiven Beheizen des Trägerstabes bei der Abscheidung von Halbleitermaterial aus der Gasphase, vorzugsweise aus einem Gemisch einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials mit einem Reaktions- und,' oder Trägergas, dadurch gekennzeichn e t, daß Mittel zum Erzeugen von wenigstens zwei elektromagnetischen Feldern vorgesehen Z, C sind, die sich zu einem Drehfeld, ergänzen, in dessen Drehachse der Träg C gerstab so angeordnet ist, daß die Drehachse mit der Stabachse zusammenfällt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei länglich verformte Spulen mit parallel zueinander verlaufenden Windungsteilen mit ihren Spulenachsen senkrecht aufeinander stehend angeordnet sind und daß der Trägerstab parallel zu diesen Windungsteilen angeordnet ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen an je einen Hochfrequenzgenerator angeschlossen sind und daß beide Generatoren nicht gleichfrequent sind.