DE1963207C3 - Vorrichtung zum epitaktischen Ab scheiden von Halbleitermaterial auf einem Substrat - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum epilaktischen Abscheiden von Halbleitermaterial auf einem Substrat, bei der die Heizspule innerhalb des Reaktorgefäßes angeordnet ist und bei der sowohl die Gaszufuhr als auch der Gasaustritt von der Seite her durch mehrere seitlich am Reaktorgefäß angebrachte Öffnungen erfolgt. Die Erfindung besteht bei einer solchen, auch Epitaxiereaktor genannten Vorrichtung darin, daß die seitlichen Gaseintrittsöffnungen über individuelle Regulierventile und Gasrohre mit der Gasversorgung verbunden sind.

Die nach der Erfindung vorgesehene seitliche Gaszufuhr bzw. der seitliche Gasaustritt ermöglichen eine sehr gleichmäßige Gasströmung, durch die ebenso gleichmäßige Epitaxieschichten erzielt werden. Die in einer Charge auf den einzelnen Halbleiterscheiben abgeschiedenen Epitaxieschichten weisen daher eine bessere GleichmäßigTceit auf als die Epitaxischichten, die in bekannten Reaktoren hergestellt werden.

Durch die französische Patentschrift 1522 791 ist ein Epitaxiereaktor bekanntgeworden, bei dem die gemeinsame Gaszufuhr von unten in den Reaktor erfolgt. Das eintretende Gas strömt bei dem bekannten Enitaxiereaktor zunächst senkrecht nach oben und teilt sich dann in einzelne waagerechte Gasströme auf, die durch seitliche Eintrittsöffnungen in den eigentlichen Reaktorraum einströmen. Dieser bekannte Epitaxiereaktor hat jedoch den Nachteil, daß durch die gemeinsame und nicht individuell regelbare Gaszufuhr sehr unterschiedliche und von der Höhe der Eintrittsöffnungen abhängige Gasstrom..· Zustandekommen, die eine Inhomogenität der epitaktisch hergestellten Halbleiterscheibe in den einzelnen Scheibenreihen im Gegensatz zum Epitaxiereaktor nach der Erfindung zur Folge haben.

Bei einem Reaktor nach der Erfindung werden die Gasaustrittsöffnungen den Gaseintrittsöffnungen vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnet. Im inneren des Reaktorgefäßes ist drehbar gelagert ein Trägerkörper angeordnet, dessen Außenwand zur Aufnahme der Substratscheiben dient. Der Trägerkörper ist vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildet, damit im Innern dieses Hohlzylinders die innerhalb des Reaktorgefäßes befindliche Heizspule angeordnet werden kann. Das Reaktorgefäß selbst ist in diesem Falle ebenfalls zylinderförmig ausgebildet.

Zur besseren Raumausnutzung empfiehlt es sich, die an der Außenwand bzw. Mantelfläche des Trägerkörpers befindlichen Substrat- Halbleiterscheiben in einer alternierenden Reihenfolge anzuordnen. Den einzelnen Scheibenreihen sind dabei Gaseintritts- und -austrittsöffnungen zugeordnet, die sich in gleicher Höhe wie die Halbleiterscheiben der betreffenden Reihe befinden.

Es empfiehlt sich, die Gaseintrittsöffnungen mit Verteilerdüsen auszustatten. Die seitlichen Gaseintrittsöffnungen müssen über individuelle Regulierventile mit der Gasversorgung verbunden sein. Der Anschluß an die Gasversorgung erfolgt vorzugsweise über flexible Zwischenstücke, damit beim Abnehmen des Reaktorgefäßes von der Grundplatte zur Bestükkung des Scheibenträgers mit Halbleiterscheiben die Gasleitungsrohre nicht vom Reaktorgefäß abgetrennt werden müssen. Zur Befestigung der Halbleiterscheiben an der Außenwand des Trägerkörpers sind beispielsweise in der Wand des Trägerkörpers angeschrägte Vertiefungen vorhanden. Die Gasaustrittsöffnungen sind auch über Reduzierventile mit einer Absaugevorrichtung verbunden.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispie! näher erläutert.

In der Figur ist ein Epitaxiereaktor dargestellt, der aus einem Reaktorgefäß i sowie aus einem in seinem Inneren drehbar gelagert angeordneten'Halbleiterscheibenträger 2 besteht. Sowohl das Reaktorgefäß 1 als auch der Halbleiterscheibenträger 2 haben die Form eines geschlosssenen Hohlzylinders. Die beiden Hohlzylinder sind konzentrisch zueinander angeordnet. Innerhalb des aus Graphit bestehenden Halbleiterscheibenträgers 2 befindet sich die zum Aufheizen der Halbleiterscheiben erforderliche Heizspule 3. Wie die Figur weiter zeigt, liegen die zu epitaxierenden Halbleiterscheiben 4 längs alternierender Reihen AB, AB... auf der Außenwand des Halbleiterscheibenträgers 2 in nicht eingezeichneten angeschrägten Vertiefungen die in die Außenwand des Halbleiterscheibenträgers eingelassen sind. Die versetzte Anordnung der Reihen A und B garantiert eine möglichst gute Ausnutzung der Oberfläche des Halbleiterscheibenträgers 2, der auch »Barrel« genannt wird. Da die zu epitaxierenden Halbleiterscheiben nicht horizontal auf einer ebenen Fläche liegen, son-

dem vertikal an der senkrechten Wand des Schcibenirägers angeordnet sind, spricht man im vorliegenden Fall von einem Vertikalreaktor im Gegensatz zu einem Horizontalrcaktor.

Gemäß der Erfindung sind in der Seitenwand des Reaktorgefäßes 1 Öffnungen α und b vorgesehen, durch die die für den epitaktischen Prozeß notwendigen Reaktions- und Trägergase eintreten. Diese Einlaßöffnungen α und b liegen in gleicher Hiihe wie die Reihen A uP'Jß. Über die in den Gasleitungen vorhandenen Einlaßventile 5 kann der Gasstrom individuell reguliert werden. Mit der Hauptgasversorgung sind die einzelnen Ventile über flexible Verbindunverbunden, um

das Reak.onsgefäß 1 /um Be-

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Ventile 7 und flexible Verbindungen »

Epitaxiereaktors mit

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden von Halbleitermaterial auf einem Substrat, bei der die Heizspule innerhalb des Reaktorgefäßes angeordnet ist und bei der sowohl die Gaszufuhr als auch der Gasaustritt von der Seite her durch mehrere seitlich am Reaktorgefäß angebrachte Öffnungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Gaseintrittsoffnungen über individuelle Regulierventile und Gasrohre mit der Gasversorgung verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnungen den Gaseintrittsöffnungen diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer reihenformigen AnordtiL ng von als Substrat auf der Außenwand eines Trägerkörpers angebrachten Halbleiterscheiben den einzelnen Scheibenreihen Gaseintrittsöffnungen zugeordnet sind, die sich in gleicher Höhe wie die Halbleiterscheiben der betreffenden Reihe befinden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnungen mit Verteilerdüsen ausgestattet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gausaustrittsöffnungen über individuelle Regulierventile mit einer Absaugvorrichtung verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß an die Gasversorgung über flexible Zwischenstücke erfolct.