DE4326697C2

DE4326697C2 - Vorrichtung zum Einlassen wenigstens eines Gases und deren Verwendung

Info

Publication number: DE4326697C2
Application number: DE19934326697
Authority: DE
Inventors: Gert Strauch; Marc Deschler; Holger Juergensen
Original assignee: Aixtron SE
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2013-08-10
Also published as: DE4326697A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einlassen wenigstens ei nes Gases in einen Rezipienten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere für CVD-Verfahren (chemical vapor deposition), wie PICVD oder PECVD-Verfahren, PVD-Verfahren (physical vapor deposition) oder ähnliche Verfahren benötigt, bei denen in dem Rezipienten ein Substrat angeordnet ist, das mit dem oder den Gasen auf der Dampfphase beschichtet wird.

Die bekannten Vorrichtungen weisen ein Gasführungssystem auf, das wenig stens eine in einer Einlaßöffnung mündende Zuführleitung, aus der das Gas in den Rezipienten eintritt, und wenigstens eine Auslaßöffnung aufweist, durch die Gas aus dem Rezipienten abgesaugt wird. Die bekannten Vorrichtungen haben - wie erfindungsgemäß erkannt worden ist - den Nachteil, dass die Ein leitung des Gases unter Bildung von Wirbeln bzw. Turbulenzen erfolgt, so dass die sich ergebende Beschichtung des Substrates nicht allzu gleichmäßig ist.

Ein solches Gaseinlaßsystem beschreibt beispielsweise die Abhandlung D. Grundmann "UV-stimuliertes Wachstum von III-V-Halbleiterschichten im Niedrigdruck-MOCVD-System" auf der Seite 12.

Die Bildung von Wirbel bzw. Turbulenzen ist besonders störend, wenn konka ve Substrate auf ihrer konkaven Innenseite beschichtet werden sollen: Es ist deshalb vorgeschlagen worden, rund um die Einlaßöffnung einen Verdrän gungskörper anzuordnen, dessen Außenkontur der Innenkontur des zu be schichtenden Substrats folgt. Mit einem derartigen Einlaßkörper erreicht man zwar eine bessere Gleichmäßigkeit der Beschichtung als ohne, für bestimmte Anwendungsfälle ist die Gleichmäßigkeit jedoch immer noch nicht ausreichend. Darüber hinaus sind für die Beschichtung unterschiedlich geformter Substrate jeweils neue Verdrängungskörper erforderlich. Eine PVD- Vorrichtung mit einer Gaseinlaßdüse glockenartiger Form, die zur Gasbe schleunigung dient, zeigt die DE 32 09 792 C2.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zum Einlassen wenigstens eines Gases in einen Re zipienten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß Substrate beliebiger Form mit hoher Gleichmäßigkeit beschichtet werden können, ohne daß der Austausch von Verdrängungskörpers etc. erforderlich wäre.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 folgende.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die beim Stand der Technik vorhandenen scharfen Kanten, die die Einlaßöffnung begrenzen, die Ursache für die Wir belbildung ist.

Deshalb erweitern sich die Zuführleitungen vor der bzw. den Einlaßöffnung(en), in die sie münden, im Längs schnitt und gehen ohne Kante in die die Einlaßöffnung umgebende Fläche über. Weiterhin werden der Druck und der Fluß des oder der Gase so eingestellt sind, daß die Gase laminar und venturiarm in den Rezipienten eintre ten. Hierdurch wird die Einströmung ohne Wirbelbildung weiter gefördert.

Gemäß Anspruch 2 sind zur Beschichtung eines großflä chigen Substrats oder mehrerer gleichartiger Substrate eine Reihe von Einlaßöffnungen in einer regelmäßigen Anordnung vorgesehen, denen jeweils Auslaßöffnungen zugeordnet sind. Insbesondere können jeder Einlaßöff nung mehrere Auslaßöffnungen zugeordnet sein, die die Einlaßöffnung umgeben (Anspruch 3). Diese Auslaßöffnun gen sind bevorzugt auf einem Kreis angeordnet, dessen Mittelpunkt die Mitte der zugeordneten Einlaßöffnung ist (Ansprüch 4).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für die Beschich tung beliebiger Substrate und insbesondere eines oder mehrerer gewölbter Substrate eingesetzt werden, die einen Teil des Rezipienten bilden (Anspruch 5).

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla risch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten er findungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine bekannte Vorrichtung mit einem Verdrän gungskörper,

Fig. 2 eine bekannte Vorrichtung ohne Verdrängungs körper, und

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

In den Figuren sind übereinstimmend folgende Teile mit folgenden Bezugszeichen versehen: 1 Zuführleitung 1
2 Einlaßöffnung
3 umgebende Fläche
4 Substrat
5 Auslaßöffnungen
6 Verdrängungskörper
7 Gasströme im Rezipienten

Die Fig. 1 und 2 zeigen, daß aufgrund der scharfen Kante, mit der die Zuführleitung 1 im Bereich der Ein laßöffnung 2 in die umgebende Fläche 3 bzw. den Ver drängungskörper 6 mündet, die Gasströme 7 Wirbel bil den, die auch auf der Oberfläche des Substrats auftre ten. Damit ergibt sich eine ungleichmäßige Beschichtung des Substrats 4.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Gaseinlaßvorrich tung, bei der sich die Zuführleitung 1 vor der Einlaß öffnung 2 im Längsschnitt erweitert und ohne Kante in die die Einlaßöffnung 2 umgebende Fläche 3 übergeht.

Zusätzlich sind der Druck und der Fluß des oder der Gase so eingestellt sind, daß die Gase laminar und venturiarm in den Rezipienten eintreten. Damit wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Wirbelbildung vermieden, so daß eine gleichmäßige Beschichtung des Substrats 4 sichergestellt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Einlassen wenigstens eines Gases in einen Rezipienten, in dem ein Substrat angeordnet ist, das mit dem oder den Gasen aus der Dampfphase beschich tet wird,
mit einem Gas-Führungssystem, das wenigstens eine Zu führleitung mit einer Einlaßöffnung, aus der das Gas in den Rezipienten eintritt, und wenigstens eine Auslaß öffnung aufweist, durch die Gas aus dem Rezipienten abgesaugt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitungen sich vor der bzw. den Einlaßöffnung(en) im Längsschnitt erweitern und ohne Kante in die die Einlaßöffnung umge bende Fläche übergehen, und
daß der Druck und der Fluß des oder der Gase so einge stellt sind, daß die Gase laminar und venturiarm in den Rezipienten eintreten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschichtung eines großflächigen Substrats oder mehrerer gleichartiger Substrate eine Reihe von Einlaßöffnungen in einer re gelmäßigen Anordnung vorgesehen sind, denen jeweils Auslaßöffnungen zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einlaßöffnung mehrere Auslaßöffnungen zugeordnet sind, die die Einlaßöffnung umgeben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen auf einem Kreis angeordnet sind, dessen Mittelpunkt die Mitte der zugeordneten Einlaßöffnung ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Beschichtung eines oder mehrerer gewölbter Substrate, die einen Teil des Rezipienten bilden.

6. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprü che 1 bis 5 für CVD-Verfahren, wie PICVD oder PECVD- Verfahren, PVD- oder ähnliche Verfahren.