DE4108142A1 - Reaktor - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
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- C23C16/482—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor mit einer Reak
tionskammer zur Durchführung einer lichtunterstützten Dampf
abscheidung, insbesondere mit einer Kammer, in der verhin
dert wird, daß das Fenster, durch das das Licht dringen muß,
eingetrübt wird.
Chemische Dampfabscheidungsprozesse sind bekannt und werden
in großem Umfang bei der Herstellung integrierter Schaltun
gen angewendet. Mit Hilfe dieser Prozesse soll eine Schicht
aus einer Substanz auf einem Substrat abgeschieden werden,
wobei die abzuscheidende Substanz als Komponente eines Gas
moleküls eingeführt wird, das typischerweise über das Sub
strat geleitet wird, während dieses auf eine relativ hohe
Temperatur (beispielsweise 400 bis 600°C) aufgeheizt wird.
Die Hitze des Substrats bricht das Gasmolekül auf und setzt
den gewünschten Bestandteil für die Bildung einer Ablagerung
frei.
Solche Dampfabscheidungsprozesse haben sich zwar bei der
Herstellung integrierter Schaltungen als nützlich erwiesen,
jedoch war das Erfordernis, das Substrat auf eine hohe Tem
peratur aufzuheizen, ein ernsthaftes Problem, das ihre An
wendbarkeit einschränkte. Die Notwendigkeit hoher Temperatu
ren verursachte verschiedene Probleme einschließlich der
Diffusionsvorgänge zwischen den unterschiedlichen Schichten
der integrierten Schaltung, der Erzeugung von Materialfeh
lern sowie des Auftretens unerwünschter Spannungen in dem
Material der integrierten Schaltung.
Zur Abschwächung der von hohen Temperaturen hervorgerufenen
Probleme wurde ein Prozeß entwickelt, der als lichtunter
stützter chemischer Dampfabscheidungsprozeß bekannt ist. Bei
diesem Prozeß wird das Substrat während seiner Aufheizung
mit Licht bestrahlt, was dazu führt, daß wesentlich niedri
gere Temperaturen (beispielsweise 100 bis 200°C) angewendet
werden können. Es hat sich gezeigt, daß ultraviolettes Licht
bei niedrigen Kosten für diesen Zweck sehr gut eingesetzt
werden kann.
Derzeit ist die lichtunterstützte chemische Dampfabscheidung
noch nicht bis zu ihren vollen Fähigkeiten entwickelt worden,
weil ein Problem mit der Fenstereintrübung besteht. Dies be
deutet, daß bei einem typischen Prozeß ultraviolettes Licht
durch ein Fenster in einen Reaktor gelenkt wird, so daß es
auf das Substrat fällt. Es hat sich jedoch herausgestellt,
daß das auf dem Substrat abzuscheidende Material auch dazu
neigt, sich auf dem Fenster abzulagern und es somit licht
undurchlässig zu machen. Eine Durchsicht der Literatur auf
dem Gebiet der UV-lichtunterstützten Abscheidung des Be
standteils HgCdTe zeigt, daß die Lichtintensität bei den
meisten oder bei allen Bemühungen wegen der Eintrübung des
Fensters eine unkontrollierbare Variable war. Dieses Problem
ist besonders schwer in den Griff zu bekommen, wenn der Pro
zeß bei atmosphärischem Druck oder nahe bei diesem Druck
durchgeführt werden soll, da die üblichen Methoden zum
Schützen der Innenseite eines Fensters unter Vakuum nicht
einwandfrei arbeiten. Um die Fensterdurchlässigkeit über
viele Abscheidungszyklen effektiv aufrechtzuerhalten, müssen
alle Reagens-Moleküle unbedingt daran gehindert werden, in
die Nähe des Fensters zu gelangen, wo sie sich als Kondensat
oder als feste Ablagerung aus der Gasphase oder durch Ober
flächen-Kernbildung abscheiden könnten. Dieses Erfordernis
ist mit der Notwendigkeit verbunden, das Fenster so dicht
wie möglich beim Substrat anzubringen, da die Lichtleistung
mit dem Quadrat des Abstandes von der Quelle abnimmt. Die
Erfindung ist darauf gerichtet, eine Lösung für dieses Pro
blem anzugeben.
Eine typische bekannte Lösung dieses Problems, wie sie bei
spielsweise in der US-PS 44 35 445 beschrieben ist, besteht
darin, an dem Fenster einen Strom eines inerten Gases vor
beizuleiten. Trotz dieses an das Fenster angrenzenden Gas
stroms hat sich gezeigt, daß sich Chemikalien auf dem Fen
ster niederschlagen und daß sich das Fenster in einer zu
kurzen Zeit eintrübt.
Mit Hilfe der Erfindung soll demnach ein Reaktor geschaffen
werden, bei dem das Fenster der Reaktionskammer bei einem
lichtunterstützten Dampfabscheidungsprozeß daran gehindert
wird, sich einzutrüben oder zumindest so langsam trübe wird,
daß der Dampfabscheidungsprozeß kommerziell einsetzbar wird.
Nach der Erfindung wird ein Reaktor geschaffen, dessen Reak
tionskammer ein Fenster aufweist, das Licht durchläßt. An
einem Substrat in der Kammer wird ein erster Gasstrom mit
einem Reagens vorbeigeleitet, während ein zweiter Gasstrom
an dem Fenster vorbeigeleitet wird. Außerdem ist die Kammer
mit Mitteln ausgestattet, die verhindern, daß das das Rea
gens enthaltende Gas des ersten Stroms gegen das Fenster
strömt, wobei das Mittel typischerweise aus einer Vorrich
tung besteht, die den Weg zwischen dem das Reagens enthal
tenden Gas und dem Fenster verlängert. Diese Vorrichtung
kann beispielsweise unterbrochene Trennwände oder auch Dis
kontinuitäten in der Kammerwand enthalten. In der bevorzug
ten Ausführung werden zwei Trennwände verwendet, die den
Raum im Reaktor in eine Reaktionszone, eine Pufferzone und
eine Fensterzone unterteilen, wobei die Zonen untereinander
nur durch Öffnungen in den jeweiligen Trennwänden zugänglich
sind, die mit dem Fenster und dem Substrat in einer Linie
liegen. In den jeweiligen Zonen werden Gasströme erzeugt, so
daß das ein Reagens enthaltende Gas, das die Pufferzone er
reicht, vom Puffergasstrom vor dem Erreichen der Fensterzone
weggespült wird. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
sind die Energieflußdichten der Gasströme in den jeweiligen
Zonen angenähert gleich gemacht. Es wurde festgestellt, daß
bei angenähert angepaßten Energieflußdichten ein konvektives
Mischen zwischen den Strömen an den jeweiligen Trennwandöff
nungen minimal ist und weniger von dem das Reagens enthal
tenden Gasstrom dazu neigt, sich zu dem Fenster zu bewegen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine bekannte Vorrichtung zum Verhindern der Ein
trübung des Fensters in einem zur lichtunterstütz
ten Dampfabscheidung verwendeten Reaktor,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Ver
hindern der Eintrübung des Fensters in einem zum
lichtunterstützten Dampfabscheiden verwendeten
Reaktor,
Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung des konvektiven
Mischens von zwei Gasen an einer Grenzfläche,
Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Diffusion
längs der Wände des Reaktors,
Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung, wie an den
Wänden des Reaktors in einer Ausführungsform der
Erfindung vorhandene Diskontinuitäten eine Diffu
sion erschweren und
Fig. 6 ein lichtunterstütztes Dampfabscheidungssystem,
bei dem die Erfindung angewendet wird.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Lösung zum Verhindern des Eintrü
bens oder Beschlagens eines Fensters in einer Reaktionskam
mer. Der Reaktor 2 wird dazu benutzt, ein Reagens auf einem
Substrat 4 abzuscheiden, während das Substrat durch einen
lichtdurchlässigen Reaktorabschnitt 6 mittels einer Licht
quelle 8 bestrahlt wird. Das das Reagens enthaltende Gas
wird über einen Einlaß 10 in die Reaktionskammer eingeführt
und strömt über das Substrat, während dieses durch eine
Heizvorrichtung 12 erhitzt und durch die Lichtquelle 8 be
strahlt wird. Um zu verhindern, daß sich auf dem Fensterbe
reich des Reaktors Reagens niederschlägt, so daß das Fenster
eingetrübt wird, wird ein Strom 14 aus einem inerten Gas,
das über den Einlaß 16 zugeführt wird, an dem Fenster vor
beigeleitet.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß trotz der Anwesenheit des
Fenstergasstroms 14 die bekannte Anordnung von Fig. 1 das
Eintrüben des Fensters über eine genügend lange Zeitperiode
nicht wirksam verhindert.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die
Erfindung angewendet wird. Es ist eine Reaktionskammer 20
vorgesehen, die eine allgemein längliche Form hat und aus
Metall oder Keramik besteht. Die Kammer ist im Bereich 22
für das Einführen des zu verarbeitenden Substrats 24 zugäng
lich, und sie ist mit mechanischen Mitteln zum Festhalten
des Substrats an Ort und Stelle ausgestattet. Außerdem ist
eine Vorrichtung 26 zum Erwärmen des Substrats vorgesehen.
Die Reaktionskammer 20 ist mit einem beispielsweise aus
Quarz hergestellten Fenster 28 versehen, durch das Ultra
violettstrahlung oder eine andere Strahlung gerichtet werden
kann. In Fig. 2 ist auch eine Lampe 30 dargestellt, die die
Ultraviolettstrahlung oder die andere Strahlung aussendet,
die den Gasabscheidungsprozeß unterstützt.
Der Reaktor ist mit zwei Trennwänden 32 und 34 versehen, die
beispielsweise aus ebenen Metallblechen bestehen. Im Bereich
zwischen dem Fenster 28 und dem Substrat 34 sind die Trenn
wände 32 und 34 jeweils mit Öffnungen 36 bzw. 38 versehen.
Durch das Anbringen der Trennwände 32 und 34 wird das Innere
des Reaktors in eine Reaktionszone 40, eine Fensterzone 42
und eine Pufferzone 44 unterteilt, wobei die Pufferzone vor
zugsweise breiter als die anderen Zonen sein kann.
Im Betrieb des Reaktors wird durch jede der Zonen Gas gelei
tet, so daß eigene Reagens-, Fenster- und Pufferzonen-Ströme
erzeugt werden. Der Reagens-Strom enthält das auf dem Sub
strat 24 abzuscheidende Reagens, während der Fenster-Strom
das Gebiet vor dem Fenster 28 durchfließt und das Reagens,
das in diese Zone eingedrungen sein kann, vom Fenster weg
spült.
Es ist zu erkennen, daß es für das Reagensgas schwieriger
ist, zum Fenster zu diffundieren, da der Weg, den das Rea
gensgas bis zum Erreichen des Fensters zurücklegen muß, ver
längert wird und der Annäherungswinkel begrenzter ist. Fer
ner wird Reagensgas, das den Pufferzonen-Strom erreicht hat,
durch dessen kinetische Energie an der Trennwandöffnung vor
beigespült, so daß es daran gehindert wird, den Fenster-Strom
zu erreichen. Das Substrat ist zwar an einer Stelle direkt
gegenüber dem Fenster dargestellt, doch könnte es auch auf
einer Seite des Fensters angeordnet sein.
Allgemein tragen zwei Vorgänge zu der unerwünschten Bewegung
des Reagensgases gegen die Innenfläche des Fensters bei. Dies
sind die Diffusion und die Konvektion. Der in Fig. 2 darge
stellte Reaktor verringert die Diffusion durch die oben er
läuterte Trennwandstruktur sowie durch Wanddiskontinuitäten,
die anschließend im Zusammenhang mit Fig. 5 noch erläutert
werden.
Gemäß der Erfindung wird die Konvektion durch das Anbringen
der Trennwände und durch Anpassen der Energieflußdichten der
beteiligten Ströme auf ein Minimum herabgesetzt. Nach Fig. 2
neigen die örtlichen Druckunterschiede an den Trennwandpunk
ten 50 und 52 zu einer konvektiven Vermischung der Ströme im
Bereich der Trennwandöffnungen. Es wurde jedoch festgestellt,
daß ein minimales konvektives Mischen auftritt, wenn die
Energieflußdichten der jeweiligen Ströme angenähert angepaßt
sind, d. h. wenn gilt:
K₁ρRVR ≈ ρBVB
und
K₂ρBVB ≈ ρWVW
Darin sind K₁, K₂ Konstanten, die durch die Reaktorgeometrie,
die Temperatur und die Strömungsmenge bestimmt sind,
ρR die Dichte der Mischung aus dem Trägergas und dem Reagens,
ρB die Dichte des Gases des Puffer-Stroms,
ρW die Dichte des Gases des Fenster-Stroms,
VR die Geschwindigkeit des Reagens-Stroms,
VB die Geschwindigkeit des Puffer-Stroms und
VW die Geschwindigkeit des Fenster-Stroms.
ρB die Dichte des Gases des Puffer-Stroms,
ρW die Dichte des Gases des Fenster-Stroms,
VR die Geschwindigkeit des Reagens-Stroms,
VB die Geschwindigkeit des Puffer-Stroms und
VW die Geschwindigkeit des Fenster-Stroms.
Wenn ein Strom aus einem schweren Gas auf einen Strom aus
einem leichteren Gas trifft, tritt eine minimale konvektive
Mischung bei einigen Kombinationen aus Geschwindigkeiten
auf, bei denen sich das leichtere Gas schneller bewegt. So
lange die Strömung laminar ist, wurde beobachtet, daß dies
dann eintritt, wenn die Energieflußdichten der Ströme ange
nähert aneinander angepaßt sind.
Fig. 3 ist eine genauere Darstellung zur Erläuterung der
konvektiven Mischung von zwei parallelen Gasströmen 60 und
62 in einem laminaren Strom nach dem Ende der Trennung durch
eine dünne, glatte Trennwand 64. Die Form der Mischzone kann
durch den Winkel 66 gekennzeichnet werden, wobei der Winkel
für verschiedene Gasdichten auf ein Minimum herabgesetzt
werden kann, wenn der Energiefluß der zwei Ströme nahezu an
gepaßt ist. Der Winkel hat einen gedachten Ursprung 68, der
sich vor dem Zusammenfluß der beiden Ströme befindet. Der
Abstand von diesem Punkt wird von charakteristischen Größen
der Grenzschichten 70 und 72 bestimmt; ein Minimieren die
ses Abstandes ist bei der Verzögerung des Beginns der Vermi
schung hilfreich. Dies kann durch Einstellen der Strömungs
menge und durch Einschränken der Strömungskanäle rechtwink
lig zu der Trennwand zur Minimierung der Grenzschichtdimen
sion erzielt werden. Außerdem scheint die Konvektionskon
trolle begünstigt zu werden, wenn die Trennwand dünn, glatt
und eben ist.
Ein wesentlicher Teil der Diffusion der Reagens-Gase erfolgt
längs der Reaktorwände; zur Behinderung dieser Diffusion
werden die Wände mit Diskontinuitäten versehen. In Fig. 4,
in der ein Querschnitt des Reaktors von Fig. 2 dargestellt
ist, sind Diffusionswege 70 und 72 längs der Reaktorseiten
wände 74 und 76 angegeben.
Zur Einschränkung der Diffusion sind die Seitenwände des
Reaktors nach Fig. 5 mit dreieckigen Nuten 80 versehen, die
parallel zur Strömungsrichtung der Gase in dem Reaktor ver
laufen. Wie in dieser Fig. 5 zu erkennen ist, ist die Grenz
schichtströmung 82 auf die Nuten begrenzt, die die Diffusion
längs der Wände verlangsamen. Die Spitzen 84 ragen über die
Grenzschicht hinaus in das Strömungsfeld 86. In der Grenz
schicht kann die Diffusion leicht gegenüber der Konvektion
vorherrschen und Reagens längs der Wände zu dem Fenster
transportieren. Die Nuten schwächen diesen Mechanismus durch
Verlängern des Wegs, und sie führen an jeder Spitze die Mo
leküle aus der Grenzschicht heraus in die Strömung. In der
bevorzugten Ausführung dienen zwar dreieckige Nuten als
Wanddiskontinuitäten, doch können natürlich auch andere
Arten von Wanddiskontinuitäten zum gleichen Zweck verwendet
werden.
Bei der Auswahl der speziellen Gase und Strömungsgeschwin
digkeiten für den Reaktor ist zu beachten, daß der durchzu
führende Prozeß in einem gewissen Ausmaß vorschreibt, wie
die Reagens- und Trägergasströmungen beschaffen sein müssen.
Bei durch den Prozeß vorgeschriebener Reagensstromzusammen
setzung und -geschwindigkeit kann die Pufferzonenströmung
zur Erzielung eines optimalen Werts für den Mischwinkel mit
dem Reagens-Strom eingestellt werden. Bei festgelegtem Puf
fer-Strom kann der Fenster-Strom so eingestellt werden, daß
der Mischwinkel zwischen sich und dem Puffer-Strom auf ein
Minimum verringert wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird an
stelle der Anpassung der Energieflußdichten des Fenster-
Stroms und des Puffer-Stroms die Energieflußdichte des Fen
ster-Stroms absichtlich größer als die des Puffer-Stroms
gemacht, so daß das Reagensgas vom Fenster weggelenkt wird.
Dies ist ein weiterer Weg zur Konvektionssteuerung, der dazu
beiträgt, das Eintrüben des Reaktorfensters zu verhindern;
in diesem Fall kommen die Konstanten K1 und K2 ins Spiel.
In einem tatsächlich für das epitaktische Aufwachsen von
Quecksilber-Kadmium-Tellurid gebauten Reaktor wurde als
Trägergas für die Reaktionsstoffe Wasserstoff verwendet. Der
Puffer-Strom ist der größte Strom und benötigt das meiste
Gas; aufgrund von Kostenüberlegungen bestand er aus Stick
stoff. Der Fenster-Strom bestand aus Wasserstoff.
Nach Auswahl der Gase werden die Strömungsmengen so festge
legt, daß die jeweiligen Energieflußdichten angepaßt sind.
Zur Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen hinsichtlich der
unterschiedlichen Reaktionsmittel-Strömungsmengen und der
Zusammensetzungen können unter Verwendung der bekannten Mas
senströmungsverhältnisse Massenfluß-Steuereinheiten verwen
det werden. Dies ergibt ein brauchbares Steuermittel, da die
Dampfdrücke der Quellen verändert werden können, Dotierungs
mittel hinzugefügt werden können und andere plötzliche oder
allmähliche Veränderungen bewirkt werden können; die ent
sprechenden Strömungsmengen können vorausgesagt und mit Hil
fe der Steuersoftware kontinuierlich eingestellt werden.
In Fig. 6 ist ein die Erfindung anwendendes System darge
stellt. Es ist ein Reaktor 100 vorgesehen, der mit einem
Fenster 102 zu sehen ist; in dem Reaktor 100 ist ein Sub
strat 104 angebracht. Ferner sind eine Substratheizvorrich
tung sowie eine UV-Quelle 108 zum Bestrahlen des Substrats
durch das Fenster vorgesehen. Mit Hilfe von Trennwänden 110
und 112 wird das Innere des Reaktors in eine Fensterzone 114,
eine Pufferzone 116 und eine Reaktionszone 118 unterteilt.
Es ist eine Reagens-Trägergasquelle 120 vorgesehen, deren
Strömung mit Hilfe einer Massenfluß-Steuereinheit 122 ge
steuert wird. Ferner ist eine Reagens-Quelle 124 vorgesehen,
und die Mischung aus Trägergas und Reagensgas wird dem Reak
tor über eine Leitung 126 zugeführt. Puffergas aus einer
Pufferzonengasquelle 132 strömt durch ein Ventil 137 unter
Dosierung durch eine Massenfluß-Steuereinheit 134, die den
richtigen Anteil des Gases über eine Leitung 136 in die Puf
ferzone der Reaktionskammer einleitet. In gleicher Weise ist
eine Fensterzonengasquelle 138 vorgesehen, wobei der Strom
dieses Gases mittels einer Massenfluß-Steuereinheit 140 über
die Leitung 142 zur Fensterzone der Reaktionskammer gesteu
ert wird.
Das Ausgangssignal eines Druckmessers 144 wird einer Druck
steuerelektronik 146 zugeführt, die das Drucksteuerventil
148 steuert. Der spezielle Druck, der angewendet wird, hängt
von dem jeweiligen Prozeß ab. Eine Abström-Sicherheitssteue
rung 150 ist vor dem Auslaß der Gase aus dem System vorhan
den.
Es wurde ein Reaktor zum epitaktischen Aufwachsen von Merkur-
Kadmium-Tellurid gebaut. Der Reaktor bestand aus Edelstahl,
und die Trennwände stammten aus dünnem Federstahlblech. Der
Reaktor hatte eine Länge von 35,6 cm, und der rechtwinklige
Querschnitt, wie er in Fig. 5 zu erkennen ist, hatte Abmes
sungen von 9 cm und 7 cm. Ein Substrat aus CdTe oder GaAs
wurde in dem Reaktor angebracht und während des Prozesses
auf 300°C erhitzt. Der Reagens-Strom bestand aus Dimethyl
kadmium und Dimethyltellur in dem Trägergaswasserstoff, wäh
rend der Puffer-Strom aus Stickstoff und der Fenster-Strom
aus Wasserstoff bestand. Die Strömungsmengen der Reagens-
Trägergas- und Fenster-Ströme wurden auf 200 sccm, 1000 sccm
bzw. 400 sccm eingestellt.
Am Ende eines zweistündigen Aufwachszyklus hatte das Fenster
eine Durchlässigkeit von 90% beibehalten.
Es ist ein Reaktor zur Durchführung eines lichtunterstützten
Dampfabscheidungsprozesses beschrieben worden. Die Erfindung
wurde im Zusammenhang mit einem chemischen Dampfabscheidungs
prozeß erläutert, doch ist sie natürlich auch allgemeiner
anwendbar und kann dazu verwendet werden, das Beschlagen
oder Eintrüben eines Fensters immer dann zu verhindern, wenn
ein photoreaktives Gas auf einem Substrat abgeschieden wer
den soll.
Claims (16)
1. Reaktor zur Durchführung eines Prozesses, bei dem ein
photoreaktives Gas auf einem Substrat abgeschieden wird,
gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem Fenster, das eine
Strahlung durchläßt, für die das photoreaktive Gas empfind
lich ist, wobei das Gehäuse ein Substrat an einer Stelle
aufnehmen kann, an der die Strahlung empfangen werden kann,
einen ein abzuscheidendes Reagens enthaltenden ersten Gas
strom, der an der Stelle vorbeiströmt, an der das Substrat
aufgenommen ist, einen zweiten, an dem Fenster vorbeiströ
menden Gasstrom und einer Vorrichtung in dem Gehäuse, die
das Gas des ersten Gasstroms daran hindert, den zweiten Gas
strom und das Fenster zu erreichen, wobei diese Vorrichtung
folgendes enthält:
- a) Trennwandmittel zum Verlängern des Wegs längs dem das Gas des ersten Gasstroms beim Erreichen des Fensters strömen würde, und
- b) Diskontinuitäten in den Wänden des Gehäuses zum Verlän gern dieses Wegs.
2. Reaktor zur Durchführung eines Prozesses, bei dem ein
photoreaktives Gas auf einem Substrat abgeschieden wird, ge
kennzeichnet durch ein Gehäuse, in dem das Substrat während
des Prozesses angeordnet ist, wobei das Gehäuse ein Fenster
aufweist, das eine Strahlung durchläßt, zwei Trennwände in
dem Gehäuse, die sich quer durch das Gehäuse von Wand zu
Wand erstrecken und den darin befindlichen Raum in drei Zo
nen unterteilen, wobei jede der Trennwände eine Öffnung in
einer Linie mit dem Fenster aufweist und wobei das Gehäuse
das Substrat an einer Stelle aufnehmen kann, die mit dem
Fenster und den Öffnungen in den Trennwänden in einer Linie
liegt und die Innenwandflächen des Gehäuses Diskontinuitäten
aufweisen.
3. Reaktor zur Durchführung eines Prozesses, bei dem ein
photoreaktives Gas auf einem Substrat abgeschieden wird,
gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem Fenster, das eine
Strahlung durchläßt, für die das photoreaktive Gas empfind
lich ist, zwei Trennwände in dem Gehäuse, die sich quer
durch das Gehäuse von Wand zu Wand erstrecken und den darin
befindlichen Raum in drei Zonen unterteilen, wobei die dem
Fenster am nächsten liegende Zone die Fensterzone ist, die
zwischen den Trennwänden befindliche Zone die Pufferzone
ist und die weitere Zone die Reaktionszone ist, und wobei
jede der Trennwände mit einer Öffnung in einer Linie mit
dem Fenster versehen ist und das Gehäuse das Substrat in der
Reaktionszone an einer Stelle aufnehmen kann, die mit dem
Fenster und den Öffnungen in den Trennwänden in einer Linie
liegt, Mittel, die ein ein auf dem Substrat abzuscheidendes
Reagens enthaltendes Gas veranlassen, in der Reaktionszone
an dem Substrat vorbeizuströmen, Mittel, die Gas veranlas
sen, in der Pufferzone zu strömen, und Mittel, die ein Gas
veranlassen, in der Fensterzone an dem Fenster vorbeizuströ
men.
4. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Energieflußdichte des in der Reaktionszone strömenden
Gases so eingestellt ist, daß sie etwa genauso groß wie die
Energieflußdichte des in der Pufferzone strömenden Gases ist.
5. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Energieflußdichte des in der Fensterzone strömenden Gases so
eingestellt ist, daß sie etwa genauso groß wie die Energie
flußdichte des in der Pufferzone strömenden Gases ist.
6. Reaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Energieflußdichte des in der Fensterzone strömenden Gases so
eingestellt ist, daß sie etwa genauso groß wie die Energie
flußdichte des in der Pufferzone strömenden Gases ist.
7. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Energieflußdichte des in der Fensterzone strömenden Gases so
eingestellt ist, daß sie wesentlich größer als die Energie
flußdichte des in der Pufferzone strömenden Gases ist, so
daß das Gas von dem Fenster weggelenkt wird.
8. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pufferzone größer als die anderen Zonen ist.
9. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Innenwandflächen des Reaktors Diskontinuitäten aufweisen.
10. Reaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Diskontinuitäten Nuten mit Spitzen sind, die sich über
die Grenzschicht der Gase hinaus erstrecken, die an ihnen
entlang diffundieren können.
11. Reaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das in der Reaktionszone und in der Fensterzone strömende
Gas hauptsächlich Wasserstoff ist, während das in der Puf
ferzone strömende Gas hauptsächlich Stickstoff ist.
12. Reaktor zur Durchführung eines Prozesses, bei dem ein
photoreaktives Gas auf einem Substrat abgeschieden wird,
gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem Fenster, das eine
Strahlung durchläßt, für die das photoreaktive Gas empfind
lich ist, zwei Trennwände in dem Gehäuse, die sich quer
durch das Gehäuse von Wand zu Wand erstrecken und den darin
befindlichen Raum in drei Zonen unterteilen, wobei die dem
Fenster am nächsten liegende Zone die Fensterzone ist, die
zwischen den Trennwänden befindliche Zone die Pufferzone
ist und die weitere Zone die Reaktionszone ist, und wobei
jede der Trennwände mit einer Öffnung in einer Linie mit
dem Fenster versehen ist und das Gehäuse das Substrat in der
Reaktionszone an einer Stelle aufnehmen kann, die mit dem
Fenster und den Öffnungen in den Trennwänden in einer Linie
liegt, Mittel, die ein ein auf dem Substrat abzuscheidendes
Reagens enthaltendes Gas veranlassen, in der Reaktionszone
an dem Substrat vorbeizuströmen, wobei das strömende Gas
eine gewisse Energieflußdichte aufweist, Mittel, die Gas
veranlassen, in der Pufferzone zu strömen, wobei die Ener
gieflußdichte des in der Pufferzone strömenden Gases etwa
genauso groß wie die Energieflußdichte des in der Reaktions
zone strömenden Gases ist, und Mittel, die Gas veranlassen,
in der Fensterzone zu strömen, wobei die Energieflußdichte
des in der Fensterzone strömenden Gases etwa genauso groß
wie die Energieflußdichte des in der Pufferzone strömenden
Gases ist.
13. Reaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenwände des Reaktors Mittel aufweisen, die die Diffu
sion der Gase, die längs der Oberflächen dieser Wände strö
men, hemmen.
14. Reaktor zur Durchführung eines Prozesses, bei dem ein
photoreaktives Gas auf einem Substrat abgeschieden wird,
gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem Fenster, das eine
Strahlung durchläßt, für die das photoreaktive Gas empfind
lich ist, zwei Trennwände in dem Gehäuse, die sich quer
durch das Gehäuse von Wand zu Wand erstrecken und den darin
befindlichen Raum in drei Zonen unterteilen, wobei die dem
Fenster am nächsten liegende Zone die Fensterzone ist, die
zwischen den Trennwänden befindliche Zone die Pufferzone
ist und die weitere Zone die Reaktionszone ist, und wobei
jede der Trennwände mit einer Öffnung in einer Linie mit
dem Fenster versehen ist und das Gehäuse das Substrat in der
Reaktionszone an einer Stelle aufnehmen kann, die mit dem
Fenster und den Öffnungen in den Trennwänden in einer Linie
liegt, Mittel, die ein ein auf dem Substrat abzuscheidendes
Reagens enthaltendes Gas veranlassen, in der Reaktionszone
an dem Substrat vorbeizuströmen, Mittel, die Gas veranlassen,
in der Pufferzone zu strömen, wobei das Gas eine gewisse
Energieflußdichte aufweist, und Mittel, die Gas veranlassen,
in der Fensterzone zu strömen, wobei die Energieflußdichte
des in der Fensterzone strömenden Gases größer als die Ener
gieflußdichte des in der Pufferzone strömenden Gases ist.
15. Reaktor nach Anspruch 14, bei welchem die Energiefluß
dichte des in der Reaktionszone strömenden Gases etwa genau
so groß wie die Energieflußdichte des in der Pufferzone
strömenden Gases ist.
16. Verfahren zum Abscheiden eines photoreaktiven Gases
auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß in einem
ersten Kanal, in dem das Substrat an einer bestimmten Stelle
vorhanden ist, eine Strömung eines Gases mit einem Reagens
hervorgerufen wird, wobei das strömende Gas eine bestimmte
Energieflußdichte aufweist, daß in einem an dem ersten Kanal
angrenzenden zweiten Kanal eine Strömung eines Gases mit
einer Energieflußdichte hervorgerufen wird, die etwa genauso
groß wie die des in dem ersten Kanal strömenden Gases ist,
wobei der erste und der zweite Kanal durch eine Trennwand
mit Ausnahme an einer ersten Öffnung voneinander getrennt
sind, die in einer Linie mit dem Ort des Substrats liegt,
daß in einem an den zweiten Kanal angrenzenden dritten Kanal
eine Strömung eines Gases hervorgerufen wird, das eine Ener
gieflußdichte aufweist, die etwa genauso groß wie die Ener
gieflußdichte des in dem zweiten Kanal strömenden Gases ist,
wobei der zweite und der dritte Kanal durch eine Trennwand
mit Ausnahme an einer zweiten Öffnung voneinander getrennt
sind, die in einer Linie mit der ersten Öffnung liegt, wobei
der dritte Kanal zum Teil durch ein Fenster begrenzt ist,
das auf einer Seite des Kanals gegenüber der zweiten Öffnung
in einer Linie mit der ersten und der zweiten Öffnung liegt,
und daß das ein Reagens enthaltende Gas mit Strahlung einer
vorbestimmten Wellenlänge durch das Fenster und durch die
erste und die zweite Öffnung hindurch bestrahlt wird.
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