DE8008012U1

DE8008012U1 - Halterung für Halbleiterscheiben

Info

Publication number: DE8008012U1
Application number: DE8008012U
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1980-09-11

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. Theodor-Stern-Kai 1, 6000 Frankfurt 70

Heilbronn, den 03.03.1980 SE2-HN-Ma-pi - HN 79/35

Halterung für Halbleiterscheiben

Die Neuerung betrifft eine Halterung für Halbleiterscheiben, insbesondere für Epitaxie-Abscheidungsprozesse in einer geschlossenen Ampulle.

In der DE-OS 25 29 484 wird ein epitaktisches Abscheidungsverfahren fü" Silizium mit Hilfe einer Silizium-Jod-Transportreaktion unter Verwendung eines Reaktionsgefäßes beschrieben, bei dem das Substrat in Abhängigkeit von der Höhe im Reaktionsgefäß so angeordnet ist, daß die gewünschte Abscheidung auf dem Substrat erzielt wird. Dieses Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß die Abscheidungsrate durch die Höhenlage des Substrats im Verhältnis zur Quelle' einstellbar ist. Je höher das Substrat im Reaktionsgefäß angeordnet wird, desto höher war auch die Abscheidungsrate.

Man ist nun bestrebt, die Zahl der in einem Arbeitsgang beschichtbaren Halbleiterscheiben zu erhöhen. Befinden sich die Halbleiterscheiben hintereinander in einer Halterungsebene, wobei der Abstand der Scheiben von der Quelle zunimmt, so sinkt die Abscheidungsrate mit wachsendem Abstand von der Siliziumquelle. Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für Halbleiterscheiben anzugeben, die die gleichzeitige epitaktische Beschichtung einer möglichst großen Anzahl von Halbleiterscheiben ermöglicht, wobei die Abscheidungsrate bei allen Halbleiterscheiben möglichst gleich groß ist. Diese Auf-

gäbe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterung aus treppenförmig ansteigenden Auflageflächen besteht, wobei zwischen je zwei Flächen ein gasdurchlässiger Zwischenraum verbleibt.

Bei Verwendung einer derartigen Halterung ist gewährleistet, daß die Position der Substratscheibefi bei der epitaktischen Abscheidung mit zunehmendem Abstand von der Siliziumquelle nach oben verschoben ist. Besonders wichtig ist der freie Spalt zwischen den einzelnen Auflageflächen, da so eine Abführung der gasförmigen Reaktionsprodukte nach dem Ablauf der Abscheidungsreaktion aus dem Bereich der Substratoberflächen gewährleistet ist.

Die Auflageflächen bestehen vorzugsweise aus Quarzglasscheiben, die durch die jeweilige Treppenhöhe bestimmende Abstandshalter an den in der Grundebene der treppenförmigen Halterung liegenden Tragstegen befestigt sind. Jede Auflagefläche hat vorzugsweise etwa die Größe einer Halbleiterscheibe. Der Außenrand der Auflagefläche wird beispielsweise mit Glasnoppen versehen, die der Halterung der Halbleiterscheibe auf der Auflagefläche dienen.

Der Umfang der Höhenvariation von Treppenstufe zu Treppenstufe und die Gesamtlänge des Substrathalters wird vorzugsweise auf die Transportbedingungen im Reaktionsgefäß abgestimmt. Dabei müssen der Gesamtdruck in der Ampulle, die Temperaturen im Quell- und Substratbereich und der apparativ bedingte Verlauf des Temperaturprofils über der Ampullenausdehnung berücksichtigt werden. Die Halterung entsprechend der Neuerung hat den wesentlichen Vorteil, daß die in den einzelnen Ebenen liegenden Halbleiterscheiben voneinander unbeeinflußt mit gasförmigen Reaktionsprodukten aus dem Bereich der Quelle, beispielsweise der siliziumquelle, versorgt werden können. Die Halterung wird beispielsweise bei folgendem Reaktionsprozeß eingesetzt:

2 SiJ₂ = Si + SiJ₄

Die Neuerung wird im folgenden noch anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Figur erkennt man vier Aufnahmeflächen 1, die treppenförmig angeordnet sind und zwischen denen jeweils ein Spalt 2 für die Abführung des Reaktionsgases verbleibt. Dieser Spalt 2 hat beispielsweise eine Größe von 2-5 mm. Die Auflageflächen 1 bilden parallel zueinander verlaufende Ebenen, auf denen jeweils eine Halbleiterscheibe 5 untergebracht werden kann. Daher entspricht die Größe einer Aufnahmefläche im wesentliehen der der darauf anzuordnenden Halbleiterscheibe, die vorzugsweise durch Glasnoppen 6 gehalten wird, die am Rande der Aufnahmefläche hochragen. Die Aufnahmeflächen selbst bestehen - ebenso wie alle übrigen Teile der Halterung - vorzugsweise aus Quarzglas. Die einzelnen Aufnahmeflachen bzw. die sie tragende Querstrebe 7 sind an Abstandshaltern 3 befestigt, die wiederum mit den Tragstegen 4, die die Grundebene der Halterung bestimmen und an der Rohrwandung aufliegen, in fester Verbindung stehen. Die Abstandshalter 3 vermitteln den Aufnahmeflächen die erforderliche Stabilität und bestimmen gleichzeitig die Höhe der abgestützten Aufnahmeflächen.

In der Figur sind 4 hintereinander stufenförmig angeordnete Aufnahmeflächen 1 dargestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Stufenzahl wesentlich vergrößert werden kann und nur durch den Querschnitt des die Halterung aufnehmenden Ampullenrohres 8 begrenzt wird. Bei einer realisierten Ausführungsform wurden 8 Aufnahmeflächen verwendet, wobei jede Aufnahmefläche einen Durchmesser von ca. 2" zur Aufnahme von 2" Halbleiterscheiben hatte. Der Spalt zwischen den einzelnen Aufnahmeflächen betrug dabei ca. 4 mm. Dieser Halter wurde zur partiellen epitaktischen Siliziumabscheidung auf Siliziumsubstratscheiben in der geschlossenen Ampulle unter Verwendung von Jod als Transportgas eingesetzt.

Claims

ittiik ·· ι· ··■ Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. Theodor-Stern-Kai 1, 6000 Frankfurt 70 Heilbronn, den 03.03.1980 SE2-HN-Ma-pi - HN 79/35 Schutzansprüche

1) Halterung für Halbleiterscheiben, insbesondere für Epitaxie-Abscheidungsprozesse in einer geschlossenen Ampulle, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus treppenförmig ansteigenden Auflageflächen (1) besteht, wobei zwischen je zwei Flächen ein gasdurchlässiger (2) Zwischenraum verbleibt.

2) Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auflageflächen (1) aus Quarzglasscheiben bestehen, die durch die jeweilige Treppenhöhe bestimmende Abstandshalter (3) an den in der Grundebene der treppenförmigen Halterung liegenden Tragstegen (4) befestigt sind.

3) Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand der Auflagefläche mit der Halterung der
Halbleiterscheibe dienenden Glasnoppen (6) versehen ist.

4) Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Spalt (2) zwischen je zwei
aufeinanderfolgenden Aufnahmeflächen ca. 2-5 mm groß ist.