DE69709955T2

DE69709955T2 - Suszeptor für vorrichtung zum epitaktischem züchten von objekten und solche vorrichtung

Info

Publication number: DE69709955T2
Application number: DE69709955T
Authority: DE
Inventors: Rune Berge; Jan-Olov Fornell; Olle Kordina; Roger Nilsson
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: Wolfspeed Inc
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2017-02-22
Also published as: EP0956376A1; JP2000505410A; DE69709955D1; EP0956376B1; JP4050318B2

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Suszeptor für eine Vorrichtung zum epitaktischen Aufwachsen von Objekten aus a) SiC, b) einem Nitrid der Gruppe 3B oder c) Legierungen derselben auf einem Substrat, das in dem Suszeptor aufgenommen ist, wobei der Suszeptor einen Kanal aufweist, der derart ausgebildet ist, um das Substrat aufzunehmen, und durch welchen ein Quellenmaterial für das Aufwachsen zugeführt wird, wobei die Wände des Suszeptors, die den Kanal umgeben, aus einem Material bestehen, das durch Induktion erwärmt werden kann, die durch ein Heizmittel erzeugt wird, das dazu vorgesehen ist, den Suszeptor zu umgeben, und eine Vorrichtung zum epitaktischen Aufwachsen derartiger Objekte gemäß dem Obergriff des angefügten unabhängigen Vorrichtungsanspruches.
Demgemäß ist die Erfindung auf das Aufwachsen von SiC, Nitriden der Gruppe 3B und allen Typen von Legierungen derselben anwendbar, aber das gemeinsame Problem des Aufwachsens derartiger Kristalle mit hoher Qualität wird nun anhand eines nicht beschränkenden Beispiels für SiC eingehender erläutert.
Es sind hohe Temperaturen zum Erzielen eines gut geordneten Aufwachsens von SiC-Kristallen erforderlich, und es sind verschiedene Aufwachstechniken denkbar, die alle innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung liegen, wobei jedoch die Abscheidung aus der Gasphase (CVD-Verfahren, Chemical Vapour Deposition) das am meisten verwendete Verfahren zum Aufwachsen epitaktischer Schichten aus SiC für insbesondere Leistungsvorrichtungsanwendungen ist, so daß diese Technik nachfolgend zur Veranschaulichung des durch die Erfindung zu lösenden Problemes beschrieben wird. In dem Fall der Abscheidung aus der Gasphase (CVD) liegt das Quellenmaterial für das Aufwachsen in der Form von Precursorgasen vor, normalerweise Silan und Propan, und es ist eine Erwärmung auf Temperaturen über 1400ºC sowohl dazu erforderlich, um eine Zersetzung dieser Si- und C-haltigen Precursorgase durch Spaltung zu erzielen, als auch, um sicherzustellen, daß die Atome auf der Substratoberfläche in einer geordneten Art und Weise abgeschieden werden. Hohe Temperaturen bedeuten auch Probleme mit Unreinheiten, die aus verschiedenen Materialtypen kommen, so daß die Auswahl eines geeigneten Materials, das die hohe Temperatur aushalten kann, entscheidend dafür ist, um zu verhindern, daß ungewollte Unreinheiten in den Schichten des aufgewachsenen SiC-Kristalles eingeschlossen werden. Um dies zu verhindern, ist es übliche Praxis, die Suszeptorwände, die normalerweise aus Graphit bestehen, mit einer SiC-Schicht zu beschichten. Ferner ist ein Suszeptor des in der Einführung beschriebenen Typs ein sogenannter Suszeptor mit heißer Wand (Heißwandsuszeptor), bei dem die Wände, die einen Kanal zur Aufnahme des Substrates umgeben, erhitzt werden, wodurch eine im wesentlichen gleichförmige Temperatur in dem Suszeptor erreicht werden kann und somit nur kleine Temperaturgradienten vorhanden sind, was sich auf die Qualität des auf dem Substrat aufgewachsenen Kristalles günstig auswirkt. Auch bewirkt bei diesen Temperaturen eine Differenz der Temperatur zwischen verschiedenen Wandteilen, die den Kanal in einem derartigen Suszeptor umgeben, in der Größenordnung von 15-20 K eine bemerkbare Differenz der kristallinen Qualität des aufgewachsenen Objektes bezüglich in bezug auf den Fall einer Temperaturgleichförmigkeit. Ein Suszeptor dieses Typs sieht auch eine höhere Temperatur in der Gasphase vor, als ein sogenannter Kaltwand-Suszeptor, und dadurch ist der Aufspaltungswirkungsgrad und werden alle chemischen Reaktionen gesteigert. Dies kann jedoch ein Problem bei der Abreicherung der Precursorgase darstellen, jedoch ist infolge der Geometrie und der Ausdehnung des Gases, wenn es erhitzt wird, die Geschwindigkeit sehr hoch ist, was die Gleichförmigkeit der aufgewachsenen Schichten verbessert. Es ist auch aus der schwedischen Patentanmeldung Nr. 9500326-5 des Anmelders bekannt, eine Platte aus SiC in dem Suszeptor zwischen dem Suszeptor und dem Substrat anzuordnen, um das Problem zu lösen, daß die SiC-Beschichtung unter dem Substrat geätzt wird oder sublimiert und auf der Rückseite des etwas kälteren Substrates abgeschieden wird, was die Lebensdauer des Suszeptors begrenzt.
Ein Heißwand-Suszeptor, wie in der schwedischen Patentanmeldung beschrieben ist, stellt ein Aufwachsen von epitaktischer Schichten aus SiC mit einer sehr hohen kristallinen Qualität auf hohe Dicken mit geringem Einschluß von Unreinheiten und langen Trägerlebensdauern sicher. Jedoch steht dieser Typ des Suszeptors nach dem Stand der Technik auch mit einigen Problemen in Verbindung. Eines ist beispielsweise die Schwierigkeit, einen Heißwand-Suszeptor mit einem Kanal herzustellen, der von dicken Wänden umgeben ist, und seine Herstellung wird durch Materialabtrag von einem Rohling durch einen Fräsvorgang ausgeführt, der jedoch schwierig aufzuführen ist, insbesondere bei langen Suszeptorrohren oder bei Lichtbogenbearbeitung, die schwierig zu verwenden ist, wenn der Rohling aus Graphit besteht, was meistens bei der Erzeugung des Kanals der Fall ist. Ferner sind die Teile des Suszeptors, die dünner als andere Teile sind, geringfügig heißer als diese anderen Teile, so daß dort sogenannte "heiße Punkte" mit einer stärkeren Ätzwirkung erzeugt werden, als das auf anderen Teilen des Suszeptors der Fall ist, so daß die SiC-Beschichtung dort nach einer bestimmten Betriebszeit des Suszeptors, beispielsweise nach etwa 300 Stunden, entfernt wird, was eine Störung der aufwachsenden Schichten zur Folge haben kann, wenn diese in der Nähe des freiliegenden Graphits oder anderen Materials liegen, das für die Wände des Suszeptors verwendet wird, und dadurch die Lebensdauer des Suszeptors auf den Punkt begrenzt, wenn dies stattfindet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Suszeptor und eine Vorrichtung des in der Einführung definierten Typs zu schaffen, mit welchen die oben erwähnten Probleme mit Heißwand-Suszeptoren nach dem Stand der Technik gelöst werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der oben definierte Suszeptor aus zumindest zwei separaten Suszeptorwandstücken hergestellt wird und diese mit einem Mittel versehen werden, um die Wandstücke des Suszeptors zur Bildung des Suszeptors aneinander zu befestigen. Die Wände des Suszeptors bestehen aus Graphit oder Tantal. Die Teilung des Suszeptors in zumindest zwei separate Teile macht die Bearbeitung des Suszeptors wesentlich einfacher, da es wesentlich leichter ist, jedes derartige Teil separat herzustellen und diese beispielsweise durch Verschrauben aneinander zu befestigen, als die Bearbeitung nach dem Stand der Technik, wodurch die Herstellkosten erheblich verringert werden, insbesondere, wenn große Mengen dieser Suszeptoren hergestellt werden. Eine andere Wirkung der Teilung des Suszeptors in verschiedene Teile ist, daß der elektrische Widerstand über die Grenzfläche zwischen zwei derartigen Teilen höher ist, als sonstwo in den Wänden des Suszeptors, so daß die durch das Heizmittel induzierten Ströme nicht die großen Schleifen bilden können, die in Heißwand-Suszeptoren nach dem Stand der Technik gebildet werden, wobei diese Schleifen im wesentlichen dem Umfang des Heißwand-Suszeptors folgen, diese Schleifen stattdessen aber die Tendenz aufweisen, in ein und demselben Wandstück des Suszeptors zu verbleiben, so daß dünnere Teile der Suszeptorwände nicht so heiß werden, wie bei Konstruktionen nach dem Stand der Technik, was ein Ätzen bedingt durch sogenannte heiße Punkte (hot spots) verhindert, so daß die Lebensdauer des Suszeptors erhöht werden kann. Diese beiden Vorteile des Suszeptors gemäß der Erfindung verringern die Kosten für die Herstellung eines Objektes, das in einem Suszeptor dieses Typs aufgewachsen wird, erheblich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Suszeptor aus zumindest vier separaten Suszeptorwandstücken, die den Kanal umgeben, nämlich zwei seitlichen Wandstücken, einem oberen Wandstück und einem unteren Wandstück. Es hat sich herausgestellt, daß ein derartig aufgebauter Suszeptor sehr leicht und demgemäß mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann, und daß Wärmeprofile der verschiedenen Stücke wirksam gesteuert werden können, so daß eine im wesentlichen gleichförmige Temperatur in im wesentlichen dem gesamten Suszeptor erhalten werden kann, was eine Ätzwirkung an dessen Oberflächen verringert und dadurch die Lebensdauer des Suszeptors verlängert, wie auch die Kristallqualität des in dem Suszeptors aufgewachsenen Objekt verbessert.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Befestigungsmittel Schrauben. Ein derartiger Suszeptor ist sehr leicht mit einer separaten Bearbeitung der einzelnen Wandstücke des Suszeptors und dem anschließenden Zusammenschrauben derselben herstellbar. Das Befestigungsmittel besteht vorzugsweise aus demselben Material wie die Wand des Suszeptors, so daß für Suszeptorwände aus Graphit und Befestigungsmittel in der Form von Schrauben Graphitschrauben als Befestigungsmittel verwendet werden. Dies verhindert die Einführung anderer Materialien in den Suszeptor, was das Aufwachsen durch Freigabe neuer Typen von Unreinheiten negativ beeinflußen könnte, die in die aufgewachsenen Schichten eingeschlossen werden können, oder die Temperaturgleichförmigkeit des Bereiches der Wände des Suszeptors verschlechtern könnte, an dem das Befestigungsmittel angeordnet ist.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich jedes Befestigungsmittel durch eine Seitenwand des Suszeptors und die Intervalle, die den Boden bzw. den oberen Teil des Suszeptorkanales bilden, um diese Wände aneinander zu befestigen. Eine derartige Konstruktion macht die Anordnung des Suszeptors sehr einfach, wobei ein Minimum an Befestigungsmittel verwendet wird. Der Begriff "Befestigungsmittel" wird hier sehr breit verstanden und umfaßt beispielsweise den Fall, wenn sich eine Schraube von einer Bodenwand durch eine Seitenwand zu einer oberen Wand erstreckt, in welcher eine Mutter oder Gewindeausnehmung angeordnet ist, und den Fall, wenn sich eine Schraube von einer der unteren oder oberen Wände in eine Seitenwand erstreckt und sich eine Hülse von der anderen der Wände in die Seitenwand erstreckt, um diese aneinander zu befestigen, usw. Demgemäß ist die Definition "Befestigungsmittel" so auszulegen, daß Kombinationen derartiger Elemente umfaßt sind, die eine, starre Verbindung herstellen.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Suszeptor zumindest ein Wandstück auf, das a) die untere Wand oder b) die obere Wand des Kanals bildet und von Seitenwänden des Suszeptors getrennt ist, und eine Platte, die aus a) SiC, b) einer Legierung aus SiC und dem aufgewachsenen Material, oder c) dem aufgewachsenen Material besteht, wird auf dem zumindest einen Wandstück zu dessen Abdeckung angeordnet und zwischen den Seitenwänden und das zumindest eine Wandstück eingesetzt. Dank dieser Technik des Aufbringens einer SiC-Platte in einen sogenannten Heißwand-Suszeptor sind die Probleme eines ernsthaften Ätzens der SiC-Beschichtung und der Wände des Suszeptors in der Nähe der Ränder der SiC-Platte bei Suszeptoren nach dem Stand der Technik dank der Tatsache vollständig beseitigt, daß keine derartige Ränder der SiC-Platte innerhalb des Kanals der Suszeptors mehr angeordnet sind. Dies erhöht ferner selbstverständlich die Lebensdauer eines derartigen Suszeptors.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine erste Platte, die aus a) SiC, b) einer Legierung und dem aufgewachsenen Material oder c) dem aufgewachsenen Material besteht, an dem unteren Wandstück zu dessen Abdeckung angeordnet und zwischen die beiden seitlichen Wandstücke und das untere Wandstück eingesetzt, und eine zweite Platte, die aus a) SiC, b) einer Legierung aus SiC und dem aufgewachsenen Material oder c) dem aufgewachsenen Material besteht, wird direkt unter dem Wandstück zu dessen Abdeckung angeordnet und zwischen die seitlichen Wandstücke und das obere Wandstück eingesetzt. Bei einem derartigen Suszeptor sind sowohl die oberen als auch unteren Teile des Suszeptors gegen ernsthaftes Verätzen wirksam geschützt, so daß die Lebensdauer des Suszeptors weiter verbessert wird.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Suszeptor mit zumindest zwei Kanälen versehen, die derart ausgebildet sind, um zumindest ein Substrat für das Aufwachsen zumindest jeweils eines Objektes aufnehmen zu können, wobei jeder Kanal durch zwei Seitenwandstücke, ein oberes Wandstück und ein unteres Wandstück begrenzt ist, und ein Wandstück, das zwei benachbarte Kanäle trennt, bildet ein unteres Wandstück für einen Kanal und das obere Wandstück für den anderen Kanal. Ein derartiger Suszeptor weist die Vorteile einer einfachen Herstellverfahrensweise und einer verlängerten Lebensdauer, wie oben erwähnt ist, und zusätzlich dazu den Vorteil auf, daß eine Herstellung zumindest zweier Kristalle in demselben Aufwachsablauf möglich wird, wodurch die Produktionskosten derselben beträchtlich verringert werden.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung, die eine Weiterentwicklung der vorher beschriebenen Ausführungsform darstellt, werden die ersten und zweiten Platten auf den Bodenwandstücken und direkt unter dem oberen Wandstück angeordnet und zwischen zwei seitliche Wandstücke und das jeweilige obere und untere Wandstück jedes Kanals in dem Suszeptor eingesetzt. Dies führt auch in einem Suszeptor mit zumindest zwei Kanälen zu den Vorteilen, die oben in dem Fall solcher Platten erwähnt sind, die in einem Suszeptor mit einem Kanal angeordnet sind.
Die Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung können leicht von der obigen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Suszeptors abgeleitet werden.
Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile des Suszeptors und der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den anderen abhängigen Ansprüchen offensichtlich.

ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG

Unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen folgt nun eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung auf beispielhafte Art und Weise, wobei:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Suszeptors nach dem Stand der Technik ist;
Fig. 2 eine Stirnansicht von der linken Seite des Suszeptors gemäß Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Stirnansicht von der rechten Seite des Suszeptors gemäß Fig. 1;
Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines Suszeptors gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 5 eine Stirnansicht von der rechten Seite des Suszeptors gemäß Fig. 4 ist;
Fig. 6 eine Stirnansicht von der linken Seite des Suszeptors gemäß Fig. 4 ist;
Fig. 7 eine Längsschnittansicht eines Suszeptors gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 8 eine Stirnansicht von der linken Seite des Suszeptors gemäß Fig. 7 ist; und
Fig. 9 eine Stirnansicht von der rechten Seite des Suszeptors gemäß Fig. 7 ist.

BESCHREIBUNG EINES SUSZEPTORS UND EINER VORRICHTUNG NACH DEM STAND DER TECHNIK

Die Fig. 1-3 zeigen einen Suszeptor nach dem Stand der Technik und des Typs, der in der schwedischen Patentanmeldung 9500326-5 des Anmelders beschrieben ist, und dieser Suszeptor nach dem Stand der Technik wird zum besseren Verständnis der Erfindung kurz beschrieben. Dieser Suszeptor ist ein sogenannter Heißwand-Suszeptor, d. h. die Suszeptorwände, die einen Kanal 1 darin umgeben, werden zur Erwärmung eines Substrates 2, das in dem Kanal aufgenommen ist, wie auch von Precursorgasen erhitzt, die in die größere Öffnung 3 des Suszeptors zum epitaktischen Aufwachsen eines SiC-Kristalles auf dem Substrat durch Gasphasenabscheidung eingeführt werden. Der Begriff "Wände" umfaßt seitliche Wände wie auch untere und obere Wandstücke, die den Kanal umgeben. Der Suszeptor besteht aus Graphit und ist mit einer dünnen SiC- Beschichtung 4 beschichtet. Eine SiC-Platte 5 mit hoher Kristallqualität ist auf die untere Fläche des Kanals 1 zwischen dem Substrat 2 und dem unteren Teil der Wand 6 des Suszeptors aufgebracht, um die Probleme der Sublimation und des Verätzens der SiC-Beschichtung 4 unter dem Substrat 2 zu vermeiden, wie in der schwedischen Patentanmeldung beschrieben ist. Der Kanal 1 verjüngt sich von der Einlaßöffnung 3 in Richtung der Auslaßöffnung 7, um einer Abreicherung der Precursorgase, die normalerweise Silan und Propan sind und durch die Öffnung 3 zum Aufwachsen eingeführt werden, durch Erhöhung der Geschwindigkeit dieser Gase geringfügig tiefer in den Kanal entgegenzuwirken, was bedeutet, daß die stagnierende Gasschicht, die zur Abscheidung auf dem Substrat durchdrungen werden muß, dünner ist und die Aufwachsrate ansteigt.
Ein Suszeptor dieses Typs wird dazu verwendet, Filme mit einer Dicke von 20-50 um zum Gebrauch bei hauptsächlich Hochleistungshalbleitervorrichtungen aufzuwachsen. Die Gasmischung wird durch den Kanal 1 des Suszeptors geführt, wobei die Gasmischung ein H&sub2;-Trägergas und C- und Si-haltige Precursorgase, vorzugsweise in der Form von Propan und Silan enthält. Ein nichtgezeigtes Heizmittel heizt die Suszeptorwände 6, so daß das Substrat eine Temperatur von 1500-1700ºC und vorzugsweise etwa 1550ºC erhält, und die Gasmischung, die in den Kanal eingeführt wird, wird durch Wärmeabgabe von dem Suszeptor erhitzt, was eine Auf spaltung der Precursorgase zur Bildung von Silizium- und Kohlenstoffatomen führt, die auf der Oberfläche des SiC-Substrates 2 abgeschieden werden. In den Figur ist auch gezeigt, daß der Suszeptor eine Ausnehmung 8 zur Erleichterung der Handhabung des Suszeptors während des Einführens in das Gehäuse und der Entfernung aus dem Gehäuse aufweist, in welchem das Aufwachsen stattfindet. Es sei auch angemerkt, daß typische Abmessungen für den Kanal eine Länge von 100 mm und eine Breite von 50 mm, für das Substrat eine Länge und Breite von etwa 30 mm und eine Dicke von 0,3 mm und für die SiC-Platte eine Dicke von etwa 1 mm umfassen. Diese typischen Abmessungen gelten auch für den Suszeptor gemäß der bevorzugten Ausführungsformen der nachfolgend beschriebenen Erfindung.
Dieser Suszeptor weist jedoch einige Nachteile auf, von denen einer die Tatsache umfaßt, daß dessen Produktion eine empfindliche und zeitaufwendige Bearbeitung eines Graphitrohlinges erfordert, was die Herstellungskosten desselben erhöht. Ein anderer Nachteil ist, wie bereits erwähnt ist, daß ein ernsthaftes Verätzen der SiC-Beschichtung und des Graphites des Suszeptors in dem Bereich 9 in der Nähe der Ränder der SiC-Platte 5 auftritt. Die Ätzwirkung wird an diesen Stellen noch verstärkt, da die Seitenwände 10 des Suszeptors dünner als die anderen Wände des Suszeptors und somit geringfügig heißer als die anderen Wände sind.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Die Fig. 4 bis 6 zeigen schematisch einen Suszeptor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Dieser Suszeptor ist auch ein sogenannter Heißwand-Suszeptor, der durch vier separate Wandstücke gebildet wird, nämlich zwei seitliche Wandstücke 11, 12, ein oberes Wandstück 13 und ein unteres Wandstück 14 vorzugsweise aus Graphit und mit einer dünnen SiC-Beschichtung bedeckt, und diese Wandstücke sind miteinander durch Schrauben 15 befestigt, die vorzugsweise auch aus Graphit bestehen und sich von dem oberen Wandstück 13 zu dem unteren Wandstück 14 durch ein jeweiliges Seitenwandstück 11 oder 12 erstrecken. Eine erste Platte 16 bestehend aus SiC ist an dem unteren Wandstück 14 zur Abdeckung desselben angeordnet und zwischen die zwei seitlichen Wandstücke 11, 12 und das untere Wandstück 14 eingesetzt, während eine zweite Platte 17 bestehend aus SiC direkt unter dem oberen Wandstück zur Abdeckung desselben angeordnet und zwischen zwei seitliche Wandstücke 11, 12 und das obere Wandstück 13 eingesetzt ist. Die Plätten 16, 17 erstrecken sich durch den gesamten Suszeptor zur Trennung der verschiedenen Wandstücke 11-14 voneinander. Es ist offensichtlich, daß dieser Suszeptor leicht herzustellen ist, da eine Herstellung der verschiedenen Wandstücke relativ leicht ist, und es ist dann einfach, die Wandstücke mit den SiC-Platten dazwischen zusammenzuschrauben.
In Fig. 5 ist durch eine gestrichelte Linie 18 angegeben, wie das Heizmittel den Suszeptor umgibt, um so Induktionsströme darin zu erzeugen. Das Heizmittel 18 ist vorzugsweise eine ein HF-Feld ausstrahlende Spule. Die Schleifen des Induktionsstromes, der durch das Heizmittel erzeugt wird, weisen die Tendenz auf, daß sie im Normalfall im wesentlichen dem Umfang des Suszeptors zu folgen, aber bei der vorliegenden Erfindung ist der elektrische Widerstand dort größer, wo die Wände geteilt sind, so daß die durch das Heizmittel induzierte Stromschleife innerhalb jedes Wandstückes zur Erwärmung desselben gehalten wird. Dies bedeutet, daß keine ernsthafte Ätzwirkung infolge sogenannter heißer Punkte auftritt, und die Tatsache, daß die SiC-Platten den gesamten Boden und die gesamte Decke des Suszeptorkanals 1 abdecken und daß diese zwischen das untere und obere Wandstück und die letztgenannten Wandstücke eingesetzt werden, bedeutet, daß die Ränder der SiC-Platten außerhalb des Suszeptorkanales versteckt sind, so daß das Problem einer ernsthaften Verätzung in der Nähe dazu beseitigt ist. Somit kann die Lebensdauer des Suszeptors bezüglich bereits bekannten Suszeptoren verlängert werden.
Die Fig. 7-9 zeigen schematisch einen Suszeptor gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, der aus sieben separaten Wandstücken aufgebaut ist, die durch Schrauben 15 zusammengeschraubt sind. Diese Ausführungsform ist auch mit SiC-Platten 16, 17 desselben Typs versehen, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform. Der Suszeptor, der auf diese Art und Weise hergestellt ist, weist zwei Kanäle 19, 20 auf, die durch ein zentrales Wandstück 21 getrennt sind, das den unteren Bereich des Kanales 19 und den oberen Bereich des Kanales 20 bildet. Dieser Suszeptor weist dieselben prinzipiellen Eigenschaften und Vorteile auf, wie der Suszeptor gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, sowie den zusätzlichen Vorteil, daß es möglich ist, zumindest zwei Kristalle in ein und demselben Aufwachsdurchlauf herzustellen.
Die Erfindung ist selbstverständlich in keiner Weise auf die bevorzugte Ausführungsform des Suszeptors und der Vorrichtung, wie oben beschrieben ist, beschränkt, sondern es sind für Fachleute verschiedene Möglichkeiten zur Modifikation derselben ohne Abweichung von der Grundidee der Erfindung möglich.
Wie bereits oben erwähnt ist, ist die Erfindung auch auf das Aufwachsen eines Nitrids der Gruppe 3B, einer Legierung eines derartigen Nitrids der Gruppe 3B oder einer Legierung von SiC und einem oder mehreren Nitriden der Gruppe 3B anwendbar und führt zu der entsprechenden Vereinfachung und Verlängerung der Lebensdauer des Suszeptors und einer derartigen Vorrichtung im Falle eines Aufwachsens derartiger Objekte.
Das Substrat kann ein anderes Material als SiC umfassen, wie beispielsweise Nitride der Gruppe 3B.
Obwohl es in den Figur gezeigt und in der Beschreibung angegeben ist, daß der Suszeptor im wesentlichen horizontal orientiert ist, ist es gut möglich, daß der Suszeptor eine beliebige andere gewünschte Orientierung in dem Raum einnimmt.
Die Definition "Objekt" in den Ansprüchen umfaßt das epitaktische Wachstum aller Typen von Kristallen, wie beispielsweise von Schichten mit verschiedenen Dicken, wie auch dicken Kugeln (boules).
Alle Definitionen betreffend das Material umfassen selbstverständlich auch unvermeidbare Unreinheiten wie auch eine beabsichtigte Dotierung.
Das Befestigungsmittel kann selbstverständlich von den Schrauben und entsprechenden Gewindebohrungen oder Muttern verschieden sein.
Ferner muß der Suszeptor nicht aus Graphit bestehen, sondern beispielsweise ist Tantal als Material dafür denkbar. Vorzugsweise bestehen die Schrauben oder andere Befestigungsmittel aus demselben Material wie die Suszeptorwände, um so die Einführung neuer Typen von Unreinheiten zu vermeiden und die Erwärmung der Wände und die Erzielung einer Temperaturgleichförmigkeit derselben zu erleichtern.

Claims

1. Suszeptor für eine Vorrichtung zum epitaktischen Aufwachsen von Objekten aus a) SiC, b) einem Nitrid der Gruppe 3B oder c) Legierungen derselben auf einem Substrat, das in dem Suszeptor aufgenommen ist, wobei der Suszeptor einen Kanal (1, 19; 20) aufweist, der derart ausgebildet ist, um das Substrat aufzunehmen, und durch welchen ein Quellenmaterial für das Aufwachsen zugeführt wird, wobei die Wände (11-14, 21) des Suszeptors, die den Kanal umgeben, aus Graphit oder Tantal bestehen und durch Induktion erwärmt werden, die durch ein Heizmittel (18) erzeugt wird; welches den Suszeptor umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Suszeptor aus zumindest zwei separaten Suszeptorwandstücken (11-14, 21) besteht, und daß dieser ein Mittel (15) umfaßt, um die Wandstücke des Suszeptors zur Bildung des Suszeptors aneinander zu befestigen.

2. Suszeptor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Suszeptor aus zumindest vier separaten Suszeptorwandstücken (11-14, 21) besteht, die den Kanal (1, 19, 20) umgeben, nämlich zwei seitlichen Wandstücken (11, 12), einem oberen Wandstück (13) und einem unteren Wandstück (14).

3. Suszeptor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel Schrauben (15) umfaßt.

4. Suszeptor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (15) aus demselben Material wie die Wände (11-14, 21) des Suszeptors besteht.

5. Suszeptor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sich jedes der Befestigungsmittel (15) durch eine Seitenwand (11, 12) des Suszeptors und in Wände des Suszeptorkanales (1, 19, 20), die den unteren Bereich bzw. den oberen Bereich bilden, verläuft, um diese Wände aneinander zu befestigen.

6. Suszeptor nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Suszeptorwandstücke (11-14, 21) aus Graphit bestehen.

7. . Suszeptor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Suszeptorwandstücke (11-14, 21) mit einer schützenden SiC- Schicht (4) beschichtet sind.

8. Suszeptor nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Suszeptor zumindest ein Wandstück aufweist, das a) die untere Wand oder b) die obere Wand des Kanals (l, 19, 20) bildet und von den Seitenwänden (11, 12) des Suszeptors getrennt ist, und daß eine Platte (16, 17) bestehend aus a) SiC, b) einer Legierung aus SiC und dem aufgewachsenen Material oder c) dem aufgewachsenen Material auf dem zumindest einem Wandstück (13, 14) zur Abdeckung desselben angeordnet und zwischen die Seitenwände und das zumindest eine Wandstück eingesetzt ist.

9. Suszeptor nach Anspruch 2 oder Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Platte (16) bestehend aus a) SiC, b) einer Legierung aus SiC und dem aufgewachsenem Material oder c) dem aufgewachsenen Material auf dem unteren Wandstück (14) zur Abdeckung desselben angeordnet und zwischen die beiden seitlichen Wandstücke (11, 12) und das untere Wandstück eingesetzt ist, und daß eine zweite Platte (17) bestehend aus a) SiC, b) einer Legierung von SiC und dem aufgewachsenen Material oder c) dem aufgewachsenen Material direkt unter dem oberen Wandstück (13) zur Abdeckung desselben angeordnet und zwischen die beiden seitlichen Wandstücke und das obere Wandstück eingesetzt ist.

10. Suszeptor nach Anspruch 2 oder Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit zumindest zwei Kanälen (19, 20) versehen ist, die derart ausgebildet sind, um zumindest ein Substrat für das Aufwachsen zumindest jeweils eines Objektes aufzunehmen, daß jeder Kanal durch zwei seitliche Wandstücke, ein oberes Wandstück und ein unteres Wandstück begrenzt ist, und daß ein Wandstück (21), das zwei benachbarte Kanäle trennt, das untere Wandstück für einen Kanal (19) und das obere Wandstück für den anderen Kanal (20) bildet.

11. Suszeptor nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Platten (16, 17) auf dem unteren Wandstück und direkt unter dem oberen Wandstück angeordnet und zwischen zwei seitlichen Wandstücken und dem jeweiligen oberen und unteren Wandstück jedes Kanals (19, 20) in den Suszeptor eingesetzt sind.

12. Suszeptor nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (16, 17) aus SiC bestehen.

13. Suszeptor nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Kanal (1, 19, 20) derart ausgebildet ist, um ein Substrat aufnehmen zu können, auf welchem ein Objekt aus SiC epitaktisch aufgewachsen wird.

14. Suszeptor nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Suszeptorwandstücke (11-14) aus einem Material bestehen, das durch ein ein HF-Feld ausstrahlendes Mittel (18) gut aufheizbar ist.

15. Vorrichtung zum epitaktischen Aufwachsen von Objekten aus a) SiC, b) einem Nitrid der Gruppe 3B oder c) Legierungen derselben auf einem Substrat mit einem Suszeptor nach Anspruch 1, der derart ausgebildet ist, um das Substrat aufzunehmen, wobei der Suszeptor einen Kanal (1, 19, 20) aufweist, der derart ausgebildet ist, um das Substrat aufzunehmen, und durch welchen ein Quellenmaterial für das Aufwachsen eingeführt wird, und einem Mittel (18) zum Aufheizen des Suszeptors, der den Kanal umgibt, und dadurch des Substrates und des Quellenmaterials, das durch den Kanal zum Aufwachsen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Suszeptor aus zumindest zwei separaten Suszeptorwandstücken (11- 14, 21) besteht, die den Kanal umgeben, und daß der Suszeptor ein Mittel (15) umfaßt, um die Suszeptorwandstücke aneinander zu befestigen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Suszeptor ein Suszeptor nach einem der Ansprüche 2-14 ist.