DE2352605C3

DE2352605C3 - Growth ship for liquid phase epitaxy

Info

Publication number: DE2352605C3
Application number: DE19732352605
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kawasaki Kobayashi (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1972-10-19
Filing date: 1973-10-19
Publication date: 1977-04-21

Description

halb der in dem Tiegel erschmolzenen Lösung be· jede» der Substrate bedeckende Lösungsschicht isthalf of the solution melted in the crucible is the solution layer covering each of the substrates

festigt ist. Purch Schwenken des Tiegels um ca. 90° sehr dünn, beispielweise etwa 1 mm dick,is consolidated. Purch Tilting the crucible by approx. 90 ° is very thin, for example approx. 1 mm thick,

Wird das Substrat in die Bodcniage geschwenkt und Die Erfindung wird nachstehend an Hand derIf the substrate is pivoted into the Bodcniage and the invention is described below with reference to the

dabei von der Lösung übergössen, Nach einer be- Zeichnungen näher erläutert, In den Zeichnungenwhile the solution is poured over it, according to one of the drawings explained in more detail, in the drawings

»timmtefi Aufwachset wird der Schwenkvorgang in 5 sind»Timmtefi grows up, the pivoting process will be in 5

umgekehrter Iticbtsng ausgeführt, wobei das Sub- Fig. la ein Längsschnitt durch eine bevorzugteexecuted reverse Iticbtsng, the sub-Fig. la a longitudinal section through a preferred

strat wieder ai» der Lösung herausbewegt wird und Ausführungsform eines Aufwachsschiffes in einerstrat again ai »the solution is moved out and embodiment of a waxing ship in one

in seine Ausgangslage zurückkehrt. Diese Vorrich- Stellung vor dem Kontakt Substrat/Lösung,returns to its original position. This device position before the contact substrate / solution,

tung ist nur zur Herstellung von Proben im Labor- Fig. Ib ein Längsschnitt durch dieselbe bcvor-device is only for the production of samples in the laboratory- Fig. Ib a longitudinal section through the same bcvor-

jmaßstab gedacht und kann nicht auf großtechnische _Jo zugte Ausführungsform de» Aufwachsschiffes, die dasjmaßstab thought and can not access large-scale _Jo ferred embodiment de "Aufwachsschiffes that the

[ AnwendungsfMHc übertragen werden. Substrat in Kontakt mit der Lösung zeigt, nachdem[Application fMHc to be transferred. Substrate in contact with the solution shows after

ί Obwohl die mit den bekannten Vorrichtungen er- alternierende Glieder um einen halben Kreis um dieί Although the members alternating with the known devices around half a circle around the

t haltenen Halbleiterbauelemente teilweise gute kristal- Längsachse der Vorrichtung gedreht sind,t held semiconductor components are partially rotated good crystal longitudinal axis of the device,

( line Eigenschaften besitzen, sind diese Vorrichtungen Fig. 2a bis 2h perspektivische Ansichten von(Having line properties, these devices Figs. 2a to 2h are perspective views of

nicht ftlr eine Massenproduktion von Halbleiterbau- i₅ Ober- und Unterseite von Gliedern der bevorzugtennot FTIR, mass production of semiconductor components i ₅ top and bottom members of the preferred

ΐ ^elementen geeignet Auch sind bei den bekannten Ausführungsform nach F i g. 1 a,ΐ ^ elements suitable Also in the known embodiment according to FIG. 1 a,

Vorrichtungen sehr lange Betriebszeiten, ein ziemlich F i g. 3 a, 4 a, 3 b und 4 b eine perspektivische An-Devices have very long operating times, quite a fig. 3 a, 4 a, 3 b and 4 b a perspective view

^! langer Ofen sowie ein großes Volumen an Lösung sieht und eine Draufsicht auf eine Modifikation des ^! long furnace as well as a large volume of solution and a plan view of a modification of the

: erforderlich, wodurch es leicht zu Schwankungen der in F i g, 2 c gezeigten Glieds,: required, which can easily lead to fluctuations in the term shown in F i g, 2 c,

"-\ { ^Mengenverhältnisse der Bestandteile der Lösung und _ao Fig. 3c, 3d, 4c und 4d eine perspektivische An-"- \ {^ proportions of the components of the solution and _ao Fig. 3c, 3d, 4c and 4d a perspective view

\/. |, " zu horizontalen Tempe»aturdifferenzen kommen sieht und eine Draufsicht auf eine Modifikation des \ /. |, "sees horizontal temperature differences and a plan view of a modification of the

T I kann. Ferner ergeben sich in den aufgewachsenen in Fig. 2ggezeigten Glieds, TI can. Furthermore, in the members shown in FIG.

Schichten leicht heterogene kristalline Eigenschaften, Fig. 5a, 5b, 5c und 5d bzw. 5e, 5f, 5g und 5h weil es gewöhnlich sehr schwierig ist, innerhalb eines eine perspektivische Ansicht von oben und eine umfangreichen Ofens eine homogene Temperatur auf- as Draufsicht sowie eine perspektivische Ansicht der rechtzuerhalten. Unterseite und Bodenansicht einer Modifikation des -V I j Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es des- Glieds von Fig. 4a bzw. 4c.
?'■ \ halb, ein kompaktes und die Ausbildung eines Tem- Zunächst soll die Erfindung unter Bezugnahme auf ;, I peraturgratäenten vermeidendes Aufwachsschiff für die Fig. la bis 2h näher beschrieben werden. ... \ die Flüssigphasenepitaxie zu schaffen, das eine 30 Fig. la zeigt einen Längsschnitt durch eine bevor-" I schnelle, zuverlässige und einfache Massenproduk- zugte Ausführungsform eines Aufwachsschiffes mit ;" \ ' tion unter gleichzeitiger Erzielung höchster Qualitä- einem wärmefesten Rohr 11 zur Aufnahme eines dem V I ten ermöglicht Epitaxialaufwachsen dienenden Schiffs 30. Das Rohr ' Diese Aufgabe wird bei einem Aufwachsschiff der 11 und die Teile des Schiffs 30 sind aus wärmefestem ^: ;· -eingangs genannten Gattung durch die im kennzeich- 35 Material, wie Quarz, Bornitrid, Graphit hoher Reinf nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel ge- heit u. dgl., hergestellt. Das wärmefeste Rohr 11 be- \ \ löst. Mit dem Aufwachsschiff kann nunmehr durch findet sich in einem (nicht gezeigten) wärmefesten die gleichzeitig mehrfach erfolgende Berührung von Ofen, der auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt Substrat und Lösung bei einer bestimmten Stellung werden kann. Der Boden 12 des wärmefesten Rohrs der drehbaren und stationären Glieder an einer Viel- 40 11 ist unter Bildung eines dünnwandigen Lochs 15 a zahl von getrennten Substraten eine epitaxiale Auf- zur Aufnahme eines Thermoelements 17 teilweise wachsung bei geringem apparativem Aufwand er- nach innen eingebuchtet. In der gezeigten Ausfühfolgen. rungsform ist das Loch \ia in der Mitte des Bodens X \ - In der Praxis liegt die Dicke der Glieder beispiels- des Rohrs 11 angeordnet, so daß das Thermoelement \ I weise in einem Bereich von 0,8 bis 1,5 mm; die 45 17 so dicht wie möglich an einer Lösung 31 und an \ Größe jeder Vertiefung zur Aufnahme eines Sub- den Substraten 33 angeordnet ist. Das Thermoele-' I strata ergibt sich aus derjenigen des aufzunehmenden ment 17 zeigt nur in etwa deren Temperatur an, was I Substrats. jedoch ausreichend ist. Das Rohr 11 hat an seiner I Mit diesem Aufwachsschiff erreicht man folgende inneren Bodenfläche einen langgestreckten Vor- \ I Vorteile: So ist der Temperaturgradient wegen der 50 sprang 13, wodurch ein Basisteil 66, das einem un- \ i sehr geringen Größe des Aufwachsschiffes sehr klein; tersten Glied des Wachstumsschiffs 30 entspricht, an % über jedem Substrat befindet sich nur eine dünne seinem Umfang gehalten wird.
\ I Schicht auf der Lösung, so daß die epitaxial auf ge- Die Fig. 2e und 2f zeigen das Basisteil 60, in \ I . wachsene Schicht über das ganze Halblciterbauele- dem zwei Vertiefungen 63 und 65 in der Oberfläche \ I ment eine sehr gleichmäßige Dicke besitzt und eine 55 einer Basisplatte 69 ausgebildet sind und das in der <! nur genüge menge an Lösung erforderlich ist. Außer- Mitte «ine Stange 6! trägt. Die Vertiefung 65 dient I dem kann das Epitaxialwachstum auf eine Vielzahl der Aufnahme des Substrats 33, und die Vertiefung von Substraten leicht in kurzer Betriebszeit erhalten 63 bildet einen Boden einer Aushöhlung 35. Die bei- f f werden, wodurch sich dieses Aufwachsschiff hervor- den Vertiefungen sind in gleichen Abständen vom ragend für eine Massenproduktion eignet. Durch die 60 Mittelpunkt der Basisplatte 69 angeordnet und liegen kurze Betriebszeit wird es wiederum möglich, die in der gezeigten Ausführungsform symmetrisch zum Verunreinigung der Lösung zu verringern; es wird Mittelpunkt der Basisplatte 69. Die Stange 61 ist im gleichmäßiges Aufwachsen erzielt, weil es zu keinen mittleren Teil der Oberfläche der Basisplatte 69 beSchwankungen der Mengenverhältnisse der Bestand- festigt und erstreckt sich axial dazu. Sie ist so austeile der Lösung kommt. Wenn die Oberfläche der 65 gebildet, daß sie eine Anzahl drehbarer und stationä-Lösung verunreinigt sein sollte, wird trotzdem das rcr Glieder 50 bzw. 70 in ihrer Mitte tragen kann. Halbleiterbauelement nicht beeinträchtigt, weil keine Ein Schaft 62 dient der Abstützung der stationären verunreinigte Lösung zur Verwendung kommt. Die Glieder 70 an ihrem Umfang relativ zu dem BasisteiiLayers of slightly heterogeneous crystalline properties, FIGS. 5a, 5b, 5c and 5d and 5e, 5f, 5g and 5h, respectively, because it is usually very difficult to obtain a homogeneous temperature from above as well as within a perspective view from above and a large furnace a perspective view of the right. Underside and bottom view of a modification of the -VI j The object of the present invention is that of the member of Fig. 4a and 4c, respectively.
? '■ \ half, a compact and train a tem- First to the invention with reference to;, I peraturgratäenten avoidant Aufwachsschiff for Figure la are described in detail to 2h.. ... to create \ the liquid phase, which is a 30 Figure la shows a longitudinal section through a forthcoming "I fast, reliable and easy Massenproduk- ferred embodiment of a Aufwachsschiffes with;". \ 'Tion while achieving the highest Qualitä- a heat resistant tube 11 th of the VI for receiving allows Epitaxialaufwachsen serving vessel 30. The pipe' This object is at a Aufwachsschiff 11 and the parts of the ship 30 are made of ^{heat-resistant:} · -eingangs mentioned type by the means indicated in the characterizing material such as quartz, boron nitride, graphite of high purity part of claim 1 and the like. The heat-resistant pipe 11 loading \ \ triggers. With the grow-up ship, a (not shown) heat-resistant means that the furnace can be touched several times at the same time, and the substrate and solution can be heated to a desired temperature at a certain position. The bottom 12 of the heat-resistant tube of the rotatable and stationary members on a multiplicity of 40 11 is indented inward with the formation of a thin-walled hole 15 a number of separate substrates an epitaxial receptacle for receiving a thermocouple 17 with little equipment. In the execution sequence shown. approximate shape the hole \ ia in the center of the bottom X \ - arranged In practice, the thickness of the limbs is beispiels- of the tube 11 so that the thermocouple \ I, in a range of 0.8 to 1.5 mm; 45 17 as close as possible to a solution of 31 and \ size of each recess for receiving a sub- the substrates is arranged 33rd The thermocouple 'I strata results from that of the element 17 to be recorded shows only about their temperature, what I substrate. however, is sufficient. The tube 11 has at its I With this Aufwachsschiff one following inner bottom surface reaches an elongated forward \ I advantages: the temperature gradient is jumped due to the 50 13, whereby a base member 66, the one un- \ i very small size of the Aufwachsschiffes very small; corresponds to the lowest link of the growth vessel 30, at % above each substrate there is only a thin one whose circumference is held.
\ I layer on the solution so that the epitaxially on the Fig. 2e and 2f show the base part 60, in \ I. growth layer has over the whole Halblciterbauele- the two depressions 63 and 65 in the surface element \ I a very uniform thickness and a 55 a base plate 69 are formed and in the <! only enough solution is required. Off-center «ine rod 6! wearing. The recess 65 is used for epitaxial growth on a large number of the receptacles of the substrate 33, and the recess of substrates can be easily obtained in a short operating time 63 forms a bottom of a cavity 35. The two become f , whereby this growth vessel stands out Wells are equally spaced from protruding for mass production. Arranged by the 60 center of the base plate 69 and the short operating time, it is again possible to reduce that in the embodiment shown symmetrically to the contamination of the solution; it becomes the center point of the base plate 69. The rod 61 is achieved in a uniform growth because it does not strengthen any central part of the surface of the base plate 69 due to fluctuations in the quantitative proportions of the constituents and extends axially to it. She's so handing out the solution. If the surface of 65 is formed to be contaminated by a number of rotatable and stationary solutions, the rcr members 50 and 70, respectively, will still be able to carry in its center. Semiconductor component not adversely affected because no shaft 62 is used to support the stationary contaminated solution. The members 70 at their periphery relative to the base part

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60 und hat L-Form, wobei der kürzere Arm an einem vollständigen Kontakt Substrat/Lösung herzustellen, Teil des Umfangs der Basisplatte 69 befestigt ist und möglich ist. In der in F i g. 1 a gezeigten bevorzugten der längere Arm sich in der gleichen Richtung wie Ausführungsform ist auch eine Einrichtung 2· zum die in der Mitte angeordnete Stange 61 erstreckt. Rühren der Lösung, um sie gleichmäßig zu machen, Der längere Arm hält die stationären Glieder 70, 5 und zum Dotieren der Lösung 31 mit einer Verundurch deren Bohrungen 72 er geführt ist, so daß die reinigung aus dem Dampfzustand vorgesehen. Die Glieder 70 am Umfang relativ zu dem Basisteil 60 Rühreinrichtung 20 wird durch geeignete (nicht gefixiert sind, weil die in der Mitte angeordnete Stange zeigte) Mittel außerhalb des Rohrs 11 gedreht. Der60 and has L-shape, with the shorter arm making a full contact substrate / solution, Part of the circumference of the base plate 69 is attached and is possible. In the in F i g. 1 a preferred shown the longer arm extending in the same direction as embodiment is also a device 2 · for the center rod 61 extends. Stirring the solution to make it even, The longer arm holds the stationary members 70, 5 and 31 for doping the solution with a seal whose bores 72 he is guided, so that cleaning from the steam state is provided. the Members 70 on the circumference relative to the base part 60 stirring device 20 is not fixed by suitable ( are rotated because the rod located in the middle pointed) means outside the tube 11. the

61 die Glieder 70 an den zentralen Bohrungen 71 obere Teil des hohlen Rohrs 24 trägt eine Kammer hält. In der Unterfläche der Basisplatte 69 ist eine io 23, in der eine geeignete Verunreinigung von verhältlanggestreckte Vertiefung 67, die dem langgestreck- nismäßig hohem Dampfdruck enthalten ist. Die Kamten Vorsprung 13 des Rohrs 11 dicht angepaßt ist, mer 23 und die Lösung 31 stehen über öffnungen 26 ausgebildet, so daß das Basisteil 60 mit seinem Um- und 27 des hohlen Rohrs 24 miteinander in Verbinfang stationär zu dem Rohr 11 gehalten wird. Die dung. Am unteren Teil des hohlen Rohrs 24 sind Unterfläche der Basisplatte 69 weist eine Vertiefung 15 Rührschaufeln 28 befestigt.61 the members 70 at the central bores 71 upper part of the hollow tube 24 carries a chamber holds. In the lower surface of the base plate 69 is an io 23 in which a suitable contamination of relatively elongated Indentation 67, which contains the elongated high vapor pressure. The Kamten The projection 13 of the tube 11 is tightly adapted, mer 23 and the solution 31 protrude over openings 26 formed so that the base part 60 with its circumference and 27 of the hollow tube 24 in Verbinfang is held stationary to the pipe 11. The dung. At the bottom of the hollow tube 24 are The lower surface of the base plate 69 has a recess 15 attached to stirring blades 28.

68 in der langgestreckten Vertiefung 67 zur Auf- Für den Betrieb der in den Fig. la bis 2h vernähme des oberen Wandteils des Lochs 15a auf. In anschaulichten bevorzugten Ausführungsform werder dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung den geeignete Substrate 33 in die Vertiefungen 65, ist die konkave Einbuchtung 68 im Mittelteil der Bo- 55 und 75 des Basisteüs 6#, der drehbaren Glieder denfläche angeordnet. 30 50 bzw. der stationären Glieder 79 eingebracht. Dann68 in the elongated recess 67 for the operation of the in Figs. La to 2h of the upper wall part of the hole 15a. In an illustrated preferred embodiment illustrated embodiment of the device the suitable substrates 33 in the recesses 65, is the concave indentation 68 in the middle part of the base 55 and 75 of the base part 6 #, the rotatable members arranged. 30 50 or the stationary members 79 introduced. then

In den F i g. 2 a und 2 b ist ein Kappenglied 40 werden die drehbaren Glieder 59 und die stationären gezeigt. Der mittlere Teil einer Kappenplatte 49 weist Glieder 70 alternierend über dem Basisteil 69 aneine kreisförmige Bohrung 41 zur Aufnahme der geordnet, und das Kappenteil 49 wird über dieser Stange 61 des Basisteüs 60 auf. Die Kappenplatte 49 Anordnung angebracht, wodurch das Aufwachsschiff weist außerdem eine Bohrung 43 zur Ausbildung der 35 30 gebildet wird. In diesem Falle ist das Aufwachs-Aushöhlung 35 sowie eine Vertiefung 47 in ihrer schiff 30 so ausgebildet, daß es die Aushöhlung 35 Oberfläche zur Aufnahme einer Antriebswelle 15, aufweist, was dadurch erfolgt, daß die Vertiefungen durch die das Kappenglied 40 um die zentrale Stange 65, 55 und 75 in Flucht zueinander liegen. Dann 61 des Basisteüs 60 gedreht werden kann, auf. Die wird eine geeignete, die epitaxial abzuscheidenden Antriebswelle 15 wird durch geeignete (nicht ge- 30 Materialien enthaltende Beschickung in die Aushöhzeigtc) Einrichtungen, die außerhalb des Rohrs 11 lung 35 eingebracht, und das Schiff 30 wird in das angeordnet sind, gedreht. Zum Drehen der drehbar- wärmefeste Rohr 11 so eingesetzt, daß der langgeren Glieder 50 um die zentrale Stange 61 ist ein streckte Vorsprung 13 dicht von der Vertiefung 67 L-förmiger Schaft 42 vorgesehen, dessen kürzerer umfaßt wird, so daß das Schiff 39 gegen Verdrehung Arm an einem Teil des Umfangs der Kappenplatte 35 fixiert wird. Die Antriebswelle 15 wird eingesetzt, 49 befestigt ist und dessen längerer Arm sich ab- wie in Fig. la gezeigt, und das wärmeieste Rohr 11 wärts axial zu der Öffnungsrichtung der Vertiefung wird in einen geeigneten (nicht gezeigten) Ofen ein- !In the F i g. 2 a and 2 b is a cap member 40, the rotatable members 59 and the stationary shown. The middle portion of a cap plate 49 has links 70 alternating across base 69 circular bore 41 for receiving the ordered, and the cap part 49 is over this Rod 61 of the base part 60 on. The cap plate 49 assembly is attached, making the grow-ship also has a bore 43 for the formation of the 35 30 is formed. In this case it is the growth cavity 35 and a recess 47 in your ship 30 formed so that there is the cavity 35 Surface for receiving a drive shaft 15, which takes place in that the depressions through which the cap member 40 is in alignment with one another about the central rod 65, 55 and 75. then 61 of the base menu 60 can be rotated on. That becomes a suitable one to be deposited epitaxially Drive shaft 15 is shown in the cavity by suitable (not containing materials) Facilities that are placed outside the pipe 11 ment 35, and the ship 30 is in the are arranged, rotated. To rotate the rotatable heat-resistant tube 11 used so that the longer Links 50 around central rod 61 is an elongated protrusion 13 close to recess 67 L-shaped shaft 42 is provided, the shorter of which is encompassed so that the ship 39 against rotation Arm is fixed to a part of the circumference of the cap plate 35. The drive shaft 15 is used 49 is attached and its longer arm extends as shown in FIG. 1 a, and the hottest tube 11 A suitable furnace (not shown) is placed axially towards the opening direction of the recess.

47 in der Kappe erstreckt. Der längere Arm des gesetzt. Danach wird die Temperatur des Aufwachs- \ 47 extends in the cap. The longer arm of the set. Then the temperature of the growth \

Schafts 42 trägt die drehbaren Glieder 50, deren schiffs 30 über das Rohr 11 auf einen gewünschten jShaft 42 carries the rotatable members 50, the ship 30 of which via the pipe 11 to a desired j

Bohrungen 52 er durchsetzt, so daß die Antriebs- 40 Wert eingestellt. Bei dieser Temperatur geht das ab- SBores 52 he penetrates, so that the drive 40 value is set. At this temperature it goes off- S

welle die drehbaren G'ieder 50 über das Kappen- zuscheidende Material in Lösung, und die Lösung 31 jWave the rotatable members 50 over the material to be capped in solution, and the solution 31 j

glied 40 um die zentrale Stange 61 drehen kann. wird dann durch die Einrichtung 29 gerührt, so daß jmember 40 can rotate about the central rod 61. is then stirred by means 29 so that j

In den Fig. 2c und 2d ist ein drehbares Glied 50 sie einheitlich wird, und gleichzeitig mit einer gegezeigt. Dieses Glied hat in seiner Oberfläche eine eigneten Verunreinigung dotiert. Dann wird die EinVertiefung 55 zur Aufnahme des Substrats 33 und 45 richtung 20 aus dem Rohr 11 herausgezogen. Die eine Bohrung 53 zur Ausbildung der Aushöhlung 35. Antriebswelle 15 wird durch geeignete (nicht ge- ;In Figures 2c and 2d, a rotatable member 50 is shown unitary and concurrent with one. This member has a suitable impurity doped into its surface. Then the indentation becomes 55 for receiving the substrate 33 and 45 direction 20 pulled out of the tube 11. the a bore 53 to form the cavity 35. Drive shaft 15 is by suitable (not ge;

Die Vertiefung 55 und die Bohrungen 53 sind in zeigte) Mittel so gedreht, daß sie sowohl das Kappen- iThe recess 55 and the bores 53 are shown in) means rotated so that they both the cap i

gleichen Abständen vom Mittelpunkt des Glieds 50 glied 40 als auch die drehbaren Glieder 50 um einen \ equal distances from the center of the link 50 link 40 and the rotatable links 50 by a \

angeordnet und liegen in der dargestellten Ausfüh- Halbkreis um die Stange 61 des Basisteüs 6© im Uhr- jarranged and are in the illustrated embodiment semicircle around the rod 61 of the base part 6 © in the clock j

rungsform symmetrisch zum Mittelpunkt des Glieds 50 zeigersinn dreht, so daß jedes der Substrate 33 in 50. In der Mitte des Glieds 50 ist eine Bohrung 51 den Vertiefungen 55 in Kontakt mit der läsung in ausgebildet, durch die die Stange 61 des Basisteüs 60 jeder der Bohrungen 73 gelangt, während die in jedicht und drehbar geführt ist. Ein Vorsprung 54 er- der der Bohrungen 53 enthaltene Lösung in Kontakt streckt sich radial vom Umfang des Glieds 50 und mit den Substraten in den Vertiefungen 75 kommt. weist eine kreisförmige Bohrung 52 auf, durch die 55 In Fig. Ib sind im Längsschnitt die Substrate in (W Schaft 42 des Kappenglieds 40 dicht passend ge- Kontakt mit der Lösung gezeigt. Danach wird die führt ist und eine Drehung der drehbaren Glieder 50 Temperatur langsam mit vorgegebener Geschwindigcrmoglicht. keit gesenkt, so daß gleichzeitig auf mehreren Sub-Circular shape rotates clockwise symmetrically to the center of the member 50 so that each of the substrates 33 in 50. In the center of the member 50 a bore 51 is formed in contact with the recess 55 through which the rod 61 of the base 60 of each of the Bores 73 arrives, while the is guided in jedicht and rotatably. A projection 54 for the solution contained in the bores 53 in contact extends radially from the periphery of the member 50 and comes into contact with the substrates in the recesses 75. has a circular bore 52 through which 55 In FIG slowly at a given speed, so that several sub-

Die Fig. 2g und 2h veranschaulichen ein statio- straten ein epitaxiales Aufwachsen erfolgt, und nach näres Glied 70, das dem drehbaren Glied 50 ent- 6° Beendigung dieses Aufwachsens werden die drehspricht mit der Abweichung, daß ein Vorsprung 74 baren Glieder im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um sich von einer anderen Stelle des Umfangs als der die Lösungen von den Substraten zu trennen. Nach-Vorsprung 54 relativ zu den Vertiefungen 55 bzw. 75 dem die Temperatur der Vorrichtung ausreichend erstreckt. niedrig, beispielsweise auf Raumtemperatur, ist, wer-FIGS. 2g and 2h illustrate a static and epitaxial growth takes place, and after näres member 70, which corresponds to the rotatable member 50- 6 ° termination of this growth will be the rotatable with the difference that a projection 74 ble members rotated counterclockwise to to separate from the substrates at a point on the scale other than that of the solutions. After-lead 54 relative to the depressions 55 and 75 which the temperature of the device is sufficient extends. is low, for example to room temperature,

In der bsvorzugten Ausführungsform müssen die ⁶S den die Halbleiterelemente mit den epitaxial aufge-Vorsprünge 54 und 74 derart angeordnet sein, daß wachsenen Schichten aus der Vorrichtung genomeine Drehung der drehbaren Glieder um einen Halb- men.
kreis um die Stange 61 des Basisteüs 69, um einen Wenn auch die Vertiefung 75 und die Bohrung 73'In the embodiment, the bsvorzugten ⁶ S have to be arranged such the semiconductor elements with the epitaxially-projections 54 and 74 that grown layers of the rotatable members from the apparatus men genome rotation about a half.
circle around the rod 61 of the base part 69, around an albeit the recess 75 and the bore 73 '

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eines stationären Glieds 70 der genannten Ausfüh- In den Fig. 4a bis 4d sind zwei modifizierte Arrungsform symmetrisch zum Mittelpunkt eines sol- ten von Gliedern, von denen jedes eine Bohrung chen Glieds angeordnet sind, so dient diese Anord- mehr als die durch die Fig. 2c und 2g veranschaunung lediglich der Veranschaulichung und unterliegt lichten Glieder aufweist, dargestellt. Modifikationen nur der Bedingung, daß jedes von ihnen in gleichem 5 des Kappenglieds 40 von Fig. 2a und des Basisteils Abstand von dem Mittelpunkt angeordnet ist. Das 60 von Fi g. 2 e sind nicht gezeigt, können aber leicht gleiche gilt für die anderen Glieder der Vorrichtung. unter Berücksichtigung der Fig. 2a und 2e aus den In der genannten Ausführungsform können geeignete Fig. 4a und 4c hergeleitet werden. In jede Vertie-Einrichtungen vorhanden sein, um mehrere Schichten fung 55 bzw. 75 werden Substrate eingelegt, wähepitaxial auf den Substraten 33 aufwachsen zu las- 10 rend in die von den Bohrungen 54 und 74 gebildete sen. Diese Einrichtung ist im Boden der Aushöhlung erste Aushöhlung und in die von den Bohrungen 53 35 vorgesehen und dient zum Abziehen der Lösung und 73 gebildete zweite Aushöhlung jeweils eine Lönach Beendigung eines ersten epitaxialen Aufwach- sung verschiedener Zusammensetzung eingebracht "sens, so daß auf jedem Substrat ein weiteres epitaxia- ist. Durch Verdrehen der drehbaren Glieder 50 um les Aufwachsen bewirkt werden kann, indem man 15 9(P werden die in den Vertiefungen 55 und 75 Heneue Lösung in die leergelaufene Aushöhlung 35 ein- genden Substrate mit der in den Bohrungen 54 bzw. bringt. Die neue Lösung wird in einer geeigneten 74 vorhandenen ersten Lösung in Kontakt gebracht, Einrichtung über der Aushöhlung 35 in Bereitschaft während bei einer nachfolgenden Verdrehung um gehalten. 180^c im entgegengesetzten Sinn die Substrate mit der Die Fig. 3a bis 3d zeigen Modifikationen des in ao in den Bohrungen 53 bzw. 73 vorhandenen zweiten Fig. 2 c (Fig. 3 a und 3 b) bzw. des in Fig. 2 g Lösung in Kontakt gebracht werden.
(Fig. 3c und 3d) dargestellten Glieds. In diesem Die Fig. 5a bis 5h zeigen eine Modifikation des Fall sind Modifikationen der durch die Fig. 2a und in Fig. 4a gezeigten drehbaren Glieds (Fig. 5a bis 2e veranschaulichten Glieder nicht gezeigt; sie kön- 5d) und eine Modifikation des durch Fig. 4c verinen jedoch leicht unter Berücksichtigung der F i g. 2 a 25 anschaulichten stationären Glieds (F i g. 5 e bis 5 h). ;bzw. 2 c aus den F ί g. 3 a und 3 c abgeleitet werden. Ein Glied 50 in den F ί g. 5 a bis 5 d entspricht dem ?Das durch Fig. 3a veranschaulichte modifizierte drehbaren Glied 50 in den Fig. 4a und 4b mit der Glied 50 ist mit zwei Vertiefungen 55 und 56 aus- Abweichung, daß es mit einer Vertiefung 54' (Fig. fgebildet, von denen jede der Aufnahme eines Sub- 5 c und 5d) in der Bodenfläche an Stelle der Bohistrats dient, sowie mit zwei Bohrungen 53 und 54, 30 rung 54 in F i g. 4 a und 4 b ausgebildet ist. Das sta-(von denen jede einen Teil einer Aushöhlung zur Auf- tionäre Glied 70 (Fig. 5e bis 5h) entspricht dem nähme einer Lösung bildet. Auch das durch die stationären Glied 76 in den F i g. 4 c und 4 d mit der «F i g. 3 c veranschaulichte modifizierte Glied 70 ist Abweichung, daß es mit einer Vertiefung 74' mit zwei Vertiefungen 75 und 76, die jeweils der (Fig. 5g und 5h) in der Bodenfläche an Stellt der Aufnahme eines Substrats dienen, und mit zwei Boh- 35 Bohrung 74 in den F i g. 4 c und 4 d des letzteren irungen 73 und 74, die jeweils einen Teil einer Aus- ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform dienen höhlung zur Aufnahme einer Lösung bilden, ausge- die Vertiefungen 54' und 74' der Aufnahme einer /bildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Anzahl Verunreinigung. Beim Betrieb werden in jede der Jder erzeugten Elemente mit aufgewachsenen Schich- Vertiefungen 55 (Fig. 5a und 5b) und 75 (Fig. 5e 'fen doppelt so groß wie bei der in den Fig. 2a bis 40 und 5f) Substrate eingelegt, während in die durch |2h gezeigten Ausführungsform. Auch kann durch die Bohrungen 53 (Fig. 5a bis 5d) und 73 (Fig. 5e jHinzufügung weiterer Bohrungen und Vertiefungen bis 5 h) gebildete Aushöhlung eine lösung eingefür jedes der Glieder der F i g. 3 a und 3 c die An- bracht wird. Danach werden die Glieder 50 entgegen zahl von Substraten mit epitaxial aufgewachsenen dem Uhrzeigersinn um 90° um die Mittelachse ge-Schichten auf mehr als das Dreifache der in der er- 45 dreht, so daß ein erster Kontakt Substrat/Lösung entsten Ausführungsform erhaltenen erhöht werden. Bei steht. Nach Beendigung des ersten epitaxialen Aufeiner solchen modifizierten Ausführungsform der Wachsens werden die Glieder 50 um 90° entgegen ,Vorrichtung kann in jedem Bodenteil der mehreren, dem Uhrzeigersinn gedreht, um die Lösung mit einer notwendigerweise vorhandenen Aushöhlungen 35 Verunreinigung zu dotieren. Dann werden die Glieeine Einrichtung zum Ablaufenlassen einer Lösung 5° der 50 um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, um einen und über jeder Aushöhlung 35 eine Einrichtung zur zweiten Kontakt Substrat/Lösung herzustellen Die , Bereitstellung von Lösungen, die in die leergelaufene so erhaltenen "zweiten," epitaxial 'aufgewachsenen Aushöhlung eingebracht werden sollen, vorhanden Schichten unterscheiden sich -in charakteristischer sein. ί Weise von den "ersten. '-.' '"/· ^J ' of a stationary member 70 of the above-mentioned embodiment. In FIGS. 4a to 4d, two modified arrays are symmetrical to the center of one of the members, each of which has a small bore member, so this arrangement serves more than that shown in FIG 2c and 2g view is for illustration purposes only and is subject to clear links. Modifications only on condition that each of them is located at the same distance from the center point of the cap member 40 of Fig. 2a and the base portion. The 60 of Fig. 2e are not shown, but can easily be the same for the other links of the device. In the embodiment mentioned, suitable FIGS. 4a and 4c can be derived, taking into account FIGS. 2a and 2e. Substrates are inserted into each recess device around a plurality of layers 55 and 75, so that they can grow epitaxially on the substrates 33 in the areas formed by the bores 54 and 74. This device is provided in the bottom of the cavity first cavity and in that of the bores 53 35 and serves to draw off the solution and the second cavity 73 formed in each case a hole after the completion of a first epitaxial growth of different composition is introduced so that on each substrate Another epitaxial growth can be achieved by rotating the rotatable members 50 by rotating the substrates which enter the depressions 55 and 75 into the empty cavity 35 with the substrates in the bores 54 The new solution is brought into contact in a suitable first solution 74, device held in readiness above the cavity 35 during a subsequent rotation by ^180c in the opposite sense, the substrates with which Figures 3a to 3d show Modifications of the second FIG. 2 c (FIGS. 3 a and 3 b) or the one in FIG. 2 g present in ao in the bores 53 and 73, respectively Solution to be brought into contact.
(Fig. 3c and 3d) illustrated link. In this Figs. 5a to 5h show a modification of the case, modifications of the rotatable member shown by Figs. 2a and 4a (Figs. 5a to 2e illustrated members not shown; they can 5d) and a modification of the by FIG. 4c, however, easily verines taking into account FIG. 2 a 25 illustrative stationary member (Fig. 5 e to 5 h). ;or. 2 c from F ί g. 3 a and 3 c can be derived. A link 50 in the F ί g. 5 a to 5 d corresponds to the? The modified rotatable member 50 illustrated by FIG. f formed, each of which serves to receive a sub-5 c and 5 d) in the floor area in place of the Bohistrat, and with two bores 53 and 54, 30 tion 54 in FIG. 4 a and 4 b is formed. The sta- (each of which forms part of a cavity to the uptional member 70 (FIGS. 5e to 5h) corresponds to the taking of a solution. Also that through the stationary member 76 in FIGS. 4c and 4d The modified member 70 illustrated in FIG. 3c is a deviation in that it is provided with a recess 74 'with two recesses 75 and 76, each of which (FIGS. 5g and 5h) in the bottom surface serve to accommodate a substrate, and with two bores 74 in FIGS. 4c and 4d of the latter, each of which is formed as a part of a recess In this embodiment, the number is contamination twice as large as in the case of the substrates inserted in FIGS. 2a to 40 and 5f), rend into the embodiment shown by | 2h. A cavity formed by the bores 53 (FIGS. 5a to 5d) and 73 (FIG. 5e, addition of further bores and depressions up to 5h) can be a solution for each of the links in FIG. 3 a and 3 c that is attached. Thereafter, the members 50 are increased in the opposite number of substrates with epitaxially grown layers in a clockwise direction by 90 ° around the central axis to more than three times that obtained in the embodiment obtained. At stands. Upon completion of the first epitaxial growth of such a modified embodiment of the growth, the members 50 are rotated 90 ° counterclockwise in each bottom portion of the multiple, to dope the solution with any necessary cavities 35 impurity. Then the slide means for draining a solution 5 ° of 50 are rotated 90 ° clockwise to produce one and above each cavity 35 a means for second contact substrate / solution "Epitaxially" grown cavity should be introduced, existing layers differ - be more characteristic. ί way of the 'first.' -. ''"/ · ^J '

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

7096J6/291- " '-⁷ 7096J6 / 291- "'- ⁷

Claims

52 60S

(42) of the cap member (40) the radial front Patent claims:

L '-.- v j .; 1. Grow ship for the liquid phase radial "protrusions (74) of the stationary members

I f ■■ * ^ epitaxy, consisting of flat, one on top of the other 5 (70) penetrates.

f. ,: !! ordered limbs that move against each other '

'^ _1. ' · ■; and through holes for opening "__",

* '''-Jin?' would take one epitaxially on a plurality of

; '-' ■: ^ substrates to be deposited solution and / or

i 'f * i ^ wells for receiving the substrates * o

I - ι have, characterized in that the invention relates

% ■ · 4that the wake-up ship has several stationary (70) tdenj generic term of the claim

f ·.; ■; - ■ Jund has several rotatable (50) members, the ship is known from US-PS 3690965,

i <V alternately coaxially attached to one another .:. Usually such a device consists of

I iördnet, the stationary (70) and 15 a solution holder and a substrate holder, the J ■; rotatable (50) members both at least one slidably in intimate contact with the bottom surface V ■ *. ' through hole (S3, 73) as well as min'de- des solution holder is arranged. The sliding one

■ '■>' ■ least a Vertieiung (55, 7S), and the substrate holder comprises a recess for receiving

! ' ! Size, shape and location of the bores (53, of a substrate. The solution holder has a

, J.73) and depressions (55, 75) are sized to 10 'number of bores, each of which has one

ipi. - ,. · ■ - ^f äaß included in a position of the rotatable members (50) solution containing the epitaxially grown on the sub-

* g? 4, "if the bores (53, 73) contain the depressions (55, 75) strat material to be deposited.

II: 'V ^ v *! Cover and in another position a turn of this known device, the, g over all links (50, 70) continuous Aushöh- temperature of the solution to the desired value ³ ψ &> development (35) for Form inclusion of the solution. ? 5 increased, after which the sliding substrate holder denied:> :. , -v 2. growth vessel according to claim 1, characterized in that the substrate is pushed into contact with the

Uffi? J ^::. Marked that at one end bring the coaxial solution, and the solution will cool down

Sff i, 'and alternately arranged one on top of the other so that an epitaxial layer on the sub-

G. - ?. tionary (70) and rotatable (56) members a strat can grow up. After the

1,1 - iBase part (60) is arranged, which on its the 30th epitaxial deposition becomes the sliding

I> v (side associated with members (50, 70) shifted a Zen substrate holder further in order to

'II / Irierstange (61) for lining up the individual bars of solution / substrate, so that - «- = -

Ι members (50, 70) and a arvetierungsschaft on the epitaxial layers from the liquid

mW, * \ 62) to fix the stationary members (70) grow on the substrate. One night ahead

^! P and at least two depressions (63, 65), of the type 35, are disclosed in US Pat. No. 3,565,702; in

^: On those at least one of the substrate recording "Applied Physics Letters", Volume 17, No. 3, 1970,

\ g # ij serves and at least one second a bottom part "page 109 ff., in particular in |: i *" - forms for the continuous cavity (35), Fig. 1; and in "Journal of A 1 and on his * the members (50, 70) turned away from 43, no. 6, June 1972, pp

I v,. th side a fixation device (67) for rotating 40 Fig. 5 and 6 with the associated description on side- ' I ^ safe storage of the entire growth ship th 2820/21 described.

I i- (30) compared to the growth ship (30) from US Pat. No. 3,690,965 is still

fc surrounding heat-resistant tube (11) has a growth ship with an upper and an un-

|> (Fig. 2e, 2f) · teren, mutually displaceable sliding member and

J _<: 3. Waxing ship according to claim 1, characterized in that 45 one over this sliding link "" ¹ ^u ~

; |; characterized in that at the other end of the can storage container for the

I; - ■ · axially and alternately one on top of the other to be separated solution received

I ■ · ■■ * ■; , jBtationary (70) and rotatable (50) links a link provided opening I i ¥ cap member (4ü) is arranged, which is a central recording of the to be grown on the substrates

ί i-? <; tral bore (41) for receiving the in Ba so send a solution from the reservoir, whereupon I * 'sisteil (60) Zentriei fixed rod (61), the solution portion by moving the upper min-

i'i ~ ^{H at} least one size, shape and distance of the sliding member congruent with the substrate

I ';. - Bores (53, 73) corresponding bore (43) receiving openings is brought in the lower sliding member, W "* for the formation of the at least one through-so that an epitaxial layer on the substrate on · I ^ - the cavity (35), a locking shaft 55 Furthermore, according to I / (42), there is a recess in the lower sliding member for the common alignment and rotation of each substrate receiving opening.

I; hen the rotatable links (SG) as well as a de-

1 ^: central recess (47) for receiving an anponion.

I ί '·'% ύ- drive shaft (15) for the rotation of the cap In this apparatus, however, a Beruh · p> f '/' jglieds (40) and the rotatable members (50) up ^6o tion between the solution and Substrate only during the %% 'shows. Sliding. The mechanical effort is bfrJt

i 4. Grow-up ship according to claim 2 or 3, since the known device considerably and daheMÄ

% characterized by that ¹ each of the locking difficulties of the ongoing maintenance. . ^; '' ψβ-

1 stems (42, 62J outside of the caps from the »Journal for Applied Physics

and base member (4 @ 60) iawie stationary 65 32. volume, issue 5-6, 1972, pages 381/382, insbi ^ Aeti | ^ p "J ■ (70) and rotatable (50) ^ members existing particular fig 1 and 2 is a device for ÄuÄ ^^ P

I arrangement and parallel to the 'centering rod (oil) grow known from epitaxial layers, at derd ^ g ^^ gi.

%; ■■ 'is arranged and that the locking shaft substrate on the side wall of a crucible and ^^ W ^^ mi