DE3315794C2 - Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie, die ein Eintauchen von Substraten in eine oder mehrere Schmelzen ermöglicht, ist für jede Schmelze ein gesonderter Behälter in einem gemeinsamen Grundkörper vorgesehen, wobei zur Halterung der Substrate ein Substrathalter vorgesehen ist, der zwei Teile aufweist, die gegeneinander verschiebbar sind und beim Zusammenführen gemeinsam einen Hohlraum zur Aufnahme der Substrate bilden, dessen Querschnitt dem Querschnitt der Substrate angepaßt ist und dessen Innenwand derart mit Rillen versehen ist, daß die Substrate beim Zusammenführen der Teile in den Rillen gehaltert werden. Die äußeren Abmessungen des Substrathalters sind den Innenabmessungen der Behälter für die Schmelzen angepaßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie mit einem Grundkörper, der mit einer Aussparung für die Schmelze versehen ist, und mit einem Substrathalter. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 24 13 325 bekannt

Die Flüssigphasenepitaxie hat in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen, und zwar in der Halbleitertechnik zur Herstellung von Halbleiterschichten, insbesondere für optoelektronische Bauelemente, wie z. B. lichtemittierende Dioden, Infrarotemitter oder Laser. Bei der Flüssigphasenepitaxie werden im allgemeinen mehrere Schmelzen unterschiedlicher Zusammensetzung nacheinander mit dem zu beschichtenden Substrat in Berührung gebracht Für dieses Verfahren sind verschiedene Vorrichtungen gebräuchlich, wie z. B. sogenannte Siebetiegel oder Eintauchvorrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie anzugeben, die sich nicht nur für Laborversuche, sondern in erster Linie für eine moderne Fertigung eignet. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Substrathalter zwei Teile aufweist, die gegeneinander verschiebbar sind und beim Zusammenfüh· ren gemeinsam einen Hohlraum zur Aufnahme der Substrate bilden, dessen Querschnitt dem Querschnitt der Substrate angepaßt ist, und dessen Innenwand derart mit Rillen versehen ist, daß die Substrate beim Zusammenführen der Teile in den Rillen gehaltert werden, und daß die äußeren Abmessungen des Substrathalters den Innenabmessungen der Aussparung für die Schmelze angepaßt sind.

Die Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen. Sie eignet sich beispielsweise für runde Substratscheiben, die Größentoleranzen der Substrate sind leicht ausgleichbar, die Substratanzahl ist variabel, es ist eine sichere Halterung der Substrate bei minimaler Bedeckung gewährleistet es erfolgt eine sichere Benetzung der Substrate sowie eine gute Schmelztrennung, und außerdem kann mit mehreren Schmelzen gearbeitet werd m.
Ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Behälterdeckel vorgesehen, so erfolgt kein Abdampfen von Dotierstoffen. Durch Verdrängungskörper, die gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung zum Ausfüllen nicht benötigier Teile des Hohlraums im Substrathalter vorgesehen sind, lassen sich überflüssige Schmelzteile vermeiden.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert

Die F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie nach der Erfindung. Die F i g. 1 a zeigt den Grundkörper mit Behältern) für die Schmelzen) und die F ig. Ib den Substrathalter. Nach der Fig. Ic sind in einem Grundkörper 1 zwei Aussparungen 2 und 3 vorgesehen, die als Behälter für zwei Schmelzen dienen. Natürlich können auch noch mehr Behälter für mehr Schmelzen im Grundkörper 1 vorhanden sein.

Nach der Figjb besteht der Substrathalter 4 im Ausfuhrungsbeispiel aus einem Oberteil 5 und zwei Seitenteilen 6 und 7. Die äußere Form und Größe des Substrathalters 4 ist der Form und Größe der Behälter 2 und 3 angepaßt wenn die beiden Seitenteile 6 und 7 zusammengeführt sind. Der Substrathalter 4 weist (im zusammengeführten Zustand) einen zylinderförmigen Hohlraum 8 auf, der mit Rillen 9 zur Halterung von runden Subtratscheiben (vorzugsweise aus Halbleitermaterial) versehen ist Der Durchmesser des zylinderförmigen Hohlraumes S ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Substratscheiben bemessen, während der von den Rillenböden gebildete bzw. un>schlosene Kreis einen Durchmesser hat der geringfügig größer als der Durchmesser der Substratscheiben :st. Die Seitenteile 6 und 7 sind mit dem Oberteil 5 mit Hilfe der in Langlöchern 10 angeordneten Schrauben 11 verstellbar verbunden, so daß Größentoleranzen der Substrate ausgeglichen werden können. Auf diese Weise lassen sich die Substrate sicher befestigen, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß nur ein sehr kleiner Teil der Substratoberfläche durch die Halterung bedeckt wird. Durch den zwischen den Seitenteilen 6 und 7 gebildeten unteren Schlitz 12 kann die Schmelze ein- und auslaufen, während der obere Schlitz 13 als Puffervolumen für einen eventuellen Schmelzüberschuß dient

Gemäß der F i g. 1 a weist der Grundkörper 1 einen verschiebbaren Deckel 14 auf, der aus einem kastenförmigen Teil 15 mit einem inneren Hohlraum 16 sowie zwei seitlichen Flanschen 17 und 18 besteht. Der kastenförmige Teil 15 des Deckels 14 ist auf seiner Oberseite mit einer Bohrung 19 versehen, durch die die Stange 20 geführt wird, welche mit dem Substrathalter 4 verbunden ist.

Die F i g. 2 erläutert die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die F i g. 2a zeigt die Epitaxievorrichtung mit dem Grundkörper 1, dem Deckel 14 und dem Substrathalter 4, der sich in der Ausnehmung 16 des Deckels 14 befindet. Der Substrathalter 4 ist mit Halbleiterscheiben 23 bestückt die mit einer epitaktischen Schicht versehen werden sollen. Im Behälter 2 befindet sich die Schmelze 21 und im Behälter 3 die Schmelze 22.

In der F i g. 2b wird der Substrathalter 4 in den ersten Behälter 2 geschoben. In der F i g. 2c befindet sich der Substrathalter 4 ganz im Behälter 2. Die Schmelze 21 ist zwischen die Substrate 23 gedrängt Die Fig.2d zeigt, wie der Substrathalter 4 zusammen mit dem Deckel 14 zum zweiten Behälter 3 verschoben v.ird. Die Fig.2e zeigt den Vorgang des Eintauchens. Während der Substrathalter 4 in den Behälter 3 geschoben wird, steigt die Schmelze 22 in den Raum zwischen den Substraten 23. In allen Phasen bedeckt der Deckel 14 entsprechend den F i g. 2a bis 2e beide Behälter 2 und 3, so daß eine Verdampfung z. B. eines Dotierstoffes sowie einer Übertragung eines Dotierstoffs von einer Schmelze zur anderen verhindert wird.

Die F i g. 3 zeigt den Substrathalter 4 im Detail. In den F i g. 3a bis 3c ist dargestellt, wie durch Verdrängungskörper 24 nicht benötigte Teile des Hohlraums 8 ausgefüllt werden können, um mit der ansonsten gleichen Vorrichtung auch eine geringere Anzahl von Substraten 23 verarbeiten zu können. Die ist z. B. für Versuchschargen vcn Interesse.

Die F i g. 3d zeigt die Verbindung der Seitenteile 6 und 7 mit dem Oberteil 5 mittels Schrauben 11 in Langlöchern 10. Die Verbindung der Einzelteile kann natürlich auch auf andere Weise erfolgen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie mit einem Grundkörper, der mit einer Aussparung für die Schmelze versehen ist, und mit einem Substrathalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter zwei Teile aufweist, die gegeneinander verschiebbar sind und beim Zusammenführen gemeinsam einen Hohlraum zur Aufnahme der Substrate bilden, dessen Querschnitt dem Querschnitt der Substrate angepaßt ist und dessen Innenwand derart mit Rillen versehen ist, daß die Substrate beim Zusammenführen der Teile in den Rillen gehaltert werden, und daß die äußeren Abmessungen des Substrathalters den Innenabmessungen der Aussparung für die Schmelze angepaßt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengeführten Teile des Substrathalter Schlitze für den Schmelzein- und -auslauf freilassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zylinderförmig ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dsß der Grundkörper mehrere Aussparungen für Schmelzen und einen verschiebbaren Deckel mit einem Hohlraum für den Substrathalter aufweist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Verdrängungskörper im Hohlraum des Substrathalter;: