FR2481325A1 - Nacelle utilisable pour des depots epitaxiques multicouches en phase liquide et procede de depot mettant en jeu ladite nacelle - Google Patents

Abstract

NACELLE UTILISABLE POUR LE REVETEMENT MULTICOUCHE DE SUBSTRATS. NACELLE CARACTERISEE NOTAMMENT EN CE QUE LES RESERVOIRS 16, 17, 20 SONT SITUES A PLAXE FIXE AINSI QUE LES SUBSTRATS 40 ET EN CE QU'UNE PLAQUE FIXE 19 EST INTERPOSEE ENTRE LE SOCLE 11 ET LA GLISSIERE 13, LESQUELLES PLAQUE ET GLISSIERE SONT PERCEES DE FENETRES 191, 132, 133 ET 134 DE CANALISATION DES SOLUTIONS LIQUIDES 165, 175 ET 205. APPLICATION A LA REALISATION DE DEPOTS EPITAXIQUES MULTICOUCHES EN GENERAL. APPLICATION PARTICULIERE A LA REALISATION DE PLAQUETTES POUR DISPOSITIFS SEMICONDUCTEURS OPTOELECTRONIQUES.

Description

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"NACELLE UTILISABLE POUR DES DEPOTS EPITAXIQUEr

MULTICOUCHES EN PHASE LIQUIDE ET PROCEDE

DE DEPOT METTANT EN JEU LADITE NACELLE"

La présente invention concerne une nacelle utilisable dans un dispositif de dépôt épitaxique en phase liquide, conçue pour la formation successive d'au moins deuxcouches semiconductrices sur au moins un substrat semiconducteur à partir de solutions liquides et dans laquelle on distingue,

essentiellement, un socle fixe creusé d'un évidement des-

tiné à recevoir le substrat, surmonté, à distance, par une

glissière plane porteuse desdites solutions liquides répar-

ties dans des réservoirs, laquelle glissière peut être mue

unidirectionnellement à travers la nacelle.

L'invention concerne les dépôts épitaxiques en général, mais se rapporte plus particulièrement aux dépots de composés semiconducteurs III-V qu'il est difficile d'obtenir selon

un mode industriel.

La croissance par épitaxie en phase liquide appartient à la technique bien connue. Un appareillage permettant de mettre en oeuvre cette technique est décrit dans le brevet

américain n0 3,690,965.

L'appareillage décrit dans ce brevet comprend trois éléments essentiels: un réservoir dans lequel est placée la solution liquide, -une première plaque plane sur laquelle repose le réservoir et qui forme le fond de celui-ci, -une seconde plaque plane disposée sous la précédente

et dans un évidement de laquelle se trouve le sub-

strat semiconducteur à recouvrir.

Les deux plaques sont mobiles par glissement l'une par rapport à l'autre et par rapport au réservoir, suivant une

direction définie.

La première plaque plane est percée d'une ouverture dont la forme et la section sont sensiblement équivalentes à -2- celles de la base du réservoir et sensiblement équivalentes

aussi à celles de l'évidement o se trouve le substrat.

Dans un premier termes du processus opératoire, on met en correspondance la base du réservoir, ladite ouverture et ledit évidement. La solution liquide recouvre alors le

substrat et remplit l'ouverture.

Ensuite, les deux plaques sont glissées solidairement par rapport au réservoir dans ladite direction et dans un sens donné. Le substrat dans son évidement et l'ouverture remplie d'un petit volume de solution liquide sont ainsi éloignés du réservoir qui se trouve dès lors fermé à sa

base. C'est à partir du seul petit volume de solution li-

quide limité latéralement par l'ouverture qu'est effectué ensuite le dépôt de la couche épitaxiale sur le substrat,

par le moyen habituel d'une baisse contrôlée de la tempé-

rature.

Le procédé selon le brevet américain sus-désigné, con-

sistant à former une couche épitaxiale à partir d'un vo-

lume de solution liquide disposé en couche relativement mince au-dessus du substrat, présente l'intérêt -ainsi qu'il est indiqué dans ledit brevetque la couche obtenue est particulièrement remarquable en ce qui concerne la

qualité de son état de surface.

Malheureusement, l'appareillage décrit, s'il permet

la réalisation simultanée de couches épitaxiales de caracté--

ristiques sensiblement identiques sur plusieurs substrats disposés chacun dans un évidement distinct de la seconde plaque et s'il permet également la réalisation de dépôts

multicouches, n'est absolument pas adapté pour une utilisa-

tion industrielle. L'appareillage serait alors encombrant et peu commode, et sa mise en oeuvre exigerait des fours présentant de nombreuses zones de chauffe distinctes; de

plus, le processus opératoire est long et délicat.

La présente invention vise à mettre à la disposition de l'homme de l'art un appareillage à caractère industriel, c'est-à-dire notamment de mise en oeuvre aisée, permettant

de traiter plusieurs substrats simultanément.

-3-

Selon l'invention, une nacelle utilisable dans un dis-

positif de dépôt épitaxique en phase liquide, conçue pour

la formation successive d'au moins deux couches semiconduc-

trices sur au moins un substrat semiconducteur à partir de solutions liquides et dans laquelle on distingue, essentiel-

lement, un socle fixe creusé d'un évidemnnt destiné à rece-

voir le substrat, surmonté, à distance, par une glissière plane porteuse desdites solutions liquides réparties dans

des réservoirs, laquelle glissière peut être mue unidirec-

tionnellement à travers la nacelle, est notamment remar-

quable en ce que les réservoirs sont situés à place fixe

dans la nacelle au voisinage d'une extrémité de cette na-

celle et en ce que une plaque plane fixe est interposée entre le socle et la glissière, plaque qui est tangente à ladite glissière par une de ses faces et qui touche audit socle par son autre face, laquelle plaque est percée d'au

moins une fenêtre et laquelle glissière est percée de plu-

sieurs fenêtres, de canalisation des solutions liquides.

Parmi les fenêtres dites "de canalisation", il convient de distinguer des fenêtres "d'admission" qui permettant aux

solutions liquides de s'écouler des réservoirs dans l'évi-

dement o se trouvent les substrats -plus exactement, dans le volume situé entre la glissière et la plaque plane d'une part, le socle d'autre partet des fenêtres "d'évacuation"

qui permettent auxdites solutions de sortir dudit volume.

Laisser les réservoirs fixes dans la nacelle ainsi que le prévoit l'invention est avantageux en ce sens que les manoeuvres de la glissière, lorsque la nacelle est dans le four, sont moins délicates à effectuer que dans le cas o

il faut mouvoir aussi les réservoirs renfermant leurs solu-

tions liquides. L'avantage de la fixité des réservoirs est d'autant plus sensible que ceux-ci sont plus nombreux, ceci en fonction du nombre de dépôts successifs prévus sur le substrat. La distribution -admission et évacuation- des solutions liquides est obtenue par le seul jeu de la glissière que

l'on déplace légèrement avant chaque dépôt d'une couche.

-4- La glissière comporte une fenêtre d'admission et autant

de fenêtres d'évacuation que l'on compte de réservoirs.

Ses déplacements visent à amener ladite fenêtre d'admis-

sion en face de tel ou tel des réservoirs. Les réservoirs étant tous groupés près d'une extrémité de la nacelle, le

passage d'un réservoir au suivant n'impose qu'un petit dé-

placement. Aussi, l'amplitude totale du mouvement de la glissière (pour l'ensemble des dépôts) est-il faible et il n'est donc pas nécessaire que celle-ci dépasse de beaucoup à l'extérieur de la nacelle; ceci est avantageux en ce qui

concerne l'encombrement total de l'appareillage.

En ce qui concerne ladite plaque plane, celle-ci com-

porte toujours au moins une fenêtre d'évacuation. Comme il sera vu plus loin au sujet du procédé de dépôt mettant en jeu la nacelle selon l'invention, la mise en place> sous un

réservoir, de la fenêtre d'admission percée dans la glis-

sière, entraîne la mise en regard de la fenêtre d'évacua-

tion percée dans ladite plaque avec une fenêtre d'évacua-

tion percée dans la glissière. On crée ainsi un passage qui permet d'éliminer de l'évidement une solution liquide qui vient de servir et qui est refoulée sous la poussée de la

solution liquide suivante.

Dans une première forme de réalisation selon l'inven-

tion, la plaque plane surmonte tout le socle et comporte alors, d'une part autant de fenêtres d'admission que l'on compte de réservoirs, d'autre part au moins une fenêtre d'évacuation. Les distances entre la fenêtre d'évacuation et chacune des fenêtres d'admission percées dans la plaque sont sensiblement égales, respectivement, aux distances

entre la fenêtre d'admission et chacune des fenêtres d'éva-

cuation percées dans la glissière. Ce type de réalisation,

avec une plaque plane couvrant tout le socle, convient par-

faitement pour un dépôt bicouche.

Dans une deuxième forme de réalisation d'une nacelle selon l'invention, particulièrement avantageuse en ce qui concerne les dépôts tricouche et au-delà, la plaque plane surmonte le socle en partie seulement, c'est-àdire hormis, 248i1325 -5- au moins, l'espace situé sous les réservoirs et elle ne comporte alors de fenêtre que pour l'évacuation. Alors, la glissière est munie d'un talon qui est tangent au socle et qui, en fonction de la position de ladite glissière dans la nacelle, occupe tout ou partie dudit espace situé sous

les réservoirs.

Avantageusement, quelle que soit la forme de réalisa-

tion de la nacelle, la fenêtre d'évacuation de la plaque

est située en bordure intérieure de l'évidement, au voisi-

nage de l'extrémité de la nacelle opposée à celle o se

trouvent les réservoirs.

Quelle que soit aussi la forme de réalisation de la

nacelle, les réservoirs ont pour fond la surface de la glis-

sière, celle-ci étant libre de mouvement en translation par rapport auxdits réservoirs. Ceci permet d'obtenir que les réservoirs demeurent fixes dans la nacelle en dépit des

translations successives de la glissière sous-jacente.

Il serait vain de vouloir mettre en évidence clairement les particularités de structure énoncées précédemment d'une nacelle selon l'invention sans l'aide de figures. On se

reportera pour cela à la partie descriptive du présent mé-

moire.

Les dispositions décrites concourent à faire de la na-

celle selon l'invention un appareillage permettant d'effec-

tuer des dépôts épitaxiques multicouches (deux, trois, qua-

tre, etc. couches) selon un mode industriel. Loger les réservoirs à une extrémité de la nacelle présente en effet l'avantage de laisser une grande place à l'évidement creusé dans le socle; aussi peut-on prévoir cet évidement long et

y disposer plusieurs substrats qui sont ainsi traités simul-

tanément et dans des conditions identiques. La nacelle con-

serve cependant des dimensions raisonnables qui permettent l'utilisation des fours en place. Par ailleurs, la zone de chauffe qui nécessite un réglage très précis -celle o se trouvent les substrats- reste étroite, ce qui facilite ce réglage.

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-6- Il est à noter que l'évidement est creusé peu profond

-deux millimètres environ- et que cet évidement reste cou-

vert durant le dépôt de l'ensemble des couches épitaxiques.

Le confinement des substrats est avantageux, comme il a été vu précédemment, en ce qu'il favorise l'obtention de dépôts

de qualité.

La présente invention concerne également le procédé de dépôt épitaxique multicouche en phase liquide mettant en oeuvre une nacelle selon l'invention, procédé consistant à distribuer, au moins dans l'évidement o repose/nt le/s

substrat/s, une première solution liquide venant d'un pre-

mier réservoir, à faire croître sur ce/s substrat/s une première couche épitaxique, à remplacer la première solution liquide par une deuxième solution liquide venant

d'un deuxième réservoir, à faire croître une deuxième cou-

che épitaxique sur la précédente, et ainsi de suite, lequel procédé est notamment remarquable en ce que le/s substrat/s

reste/nt en position fixe dans la nacelle ainsi que les ré-

servoirs, les apports et les retraits des solutions liqui-

des étant liés au mouvement de la glissière placée entre eux. Egalement selon l'invention, la glissière est mue dans

un seul sens suivant sa direction de déplacement.

Par ailleurs, la mise en place, sous un réservoir, de la fenêtre d'admission percée dans la glissière, entraîne la mise en regard d'une fenêtre d'évacuation percée dans cette glissière avec la fenêtre d'évacuation percée dans ladite plaque plane. De plus, dans le cas de l'emploi d'une

nacelle selon la première forme de réalisation citée pré-

cédemment, la-mise en place,sous un réservoir, de la fe-

nêtre d'admission percée dans la glissière, entraîne éga-

lement la mise en regard de cette fenêtre d'admission avec

une fenêtre d'admission de ladite plaque.

Conformément encore au procédé de dépôt de l'invention,

la quantité de solution liquide prévue dans le premier ré-

servoir est suffisante pour remplir le volume initialement dismonible entre la glissière et la plaque d'une part, -7- le socle d'autre part, et déborder sur ladite glissière par le chemin des fenêtres d'évacuation. Et, les quantité et hauteur de solution liquide prévues dans chacun des réservoirs à partir du deuxième sont suffisantes pour que soit assuré, à chaque distribution d'une nouvelle solution dans le volume sous-jacent, le remplissement intégral de ce volume et le rejet total de la solution précédente sur

ladite glissière par le chemin des fenêtres d'évacuation.

Les dépôts épitaxiques obtenus avec une nacelle selon l'invention sont de haute qualité, remarquables notamment

par un état de surface comparable à celui de dépôts réa-

lisés par épitaxie en phase vapeur.

La nacelle selon l'invention convient pour la formation de dépôts épitaxiques sur tout substrat convenable. Bien

que conçue pour la croissance de matériaux III-V, en par-

ticulier du GaAlAs, elle est d'un emploi intéressant dans

tous les cas de dépôts de composés semiconducteurs à l'é-

chelle industrielle.

La description qui va suivre permettra de bien compren-

dre comment est structurée une nacelle selon l'invention

et comment on utilise cette nacelle.

La figure 1 représente, vue de dessus en plan, une

telle nacelle dans une première forme de réalisation utili-

sable, de préférence, pour la constitution de dépôts bi-

couche.

La figure 2 est une vue en coupe longitudinale selon

la ligne II-II de la figure 1.

La figure 3 représente, vue de dessus en plan, une na-

celle dans une deuxième forme de réalisation, convenant

pour la constitution de dépôts multicouches.

La figure 4 est une vue en coupe longitudinale selon

la ligne IV-IV de la figure 3.

La figure 5 est une vue en coupe transversale seloi

la ligne V-V de la figure 3.

La figure 6 est une vue en coupe transversale selon la ligne VI-VI de la figure 3 et, en même temps, selon la

ligne VI-VI de la figure 1.

-8-

Les figures 7A à 7D illustrent quatre phases succes-

sives du processus opératoire conduisant à la formation de trois couches épitaxiques sur des substrats traités

dans une nacelle selon les figures 3, 4, 5, 6.

La nacelle selon l'invention est destinée à une utili- sation dans un dispositif épitaxique de structure classique, bien connu de l'homme de l'art, comportant notamment une

enceinte horizontale dans laquelle est placée ladite na-

celle, et un four de chauffe. Seule la nacelle objet de

l'invention est représentée sur les figures.

Sur ces figures, aux éléments correspondants ont été

affectés les mêmes repères.

La nacelle des figures 1 et 2 comporte un récipient ou creuset 10, de forme parallélépipédique, sur le fond duquel est disposée une plaque 11. Cette plaque 11, qui est creusée

d'un évidement 12 destiné à recevoir les substrats semi-

conducteurs, forme le socle de la nacelle; le socle 11 est calé entre les parois latérales du creuset 10 et reste

fixe. Le socle 11 est surmonté, à distance, par une glis-

sière plane 13 qui traverse les parois de largeur 101 et 102 du creuset 10 et qui est déplaçable par translation à travers ledit creuset (de droite à gauche et vice-versa sur la figure; en fait, comme on le verra ultérieurement, seul est nécessaire un déplacement droite-gauche), par exemple à l'aide d'un crochet que l'on introduit dans le trou d'extrémité 14. Avantageusement, la plaque 13 est guidée et maintenue latéralement par rapport à sa direction

de déplacement, dans des rainures 15 usinées dans l'épais-

seur des parois de longueur 103 et 104 du creuset 10.

La glissière 13 est porteuse de deux réservoirs 16 et 17 disposés l'un auprès de l'autre, prévus pour y retenir les solutions liquides d'épitaxie. Ces deux réservoirs ont

pour fond la face supérieure de la glissière 13; latérale-

ment et suivant la longueur de la nacelle, ils sont limités par les parois 103 et 104 du creuset 10; latéralement et suivant la largeur de la nacelle, d'une part le réservoir 16 est limité par deux cloisons 161,162, qui reposent 2481i325 -9- simplement sur la glissière 13, d'autre part le réservoir 17 est limité par la paroi de largeur 102 du creuset et

par ladite cloison 162 qui est donc commune aux deux réser-

voirs 16 et 17. Les cloisons 161 et 162 sont simplement maintenues par des rainures verticales 18 creusées dans l'épaisseur des parois 103 et 104. La glissière 13 est donc libre de mouvement, en translation, par rapport aux

réservoirs 16 et 17 construits comme il vient d'être décrit.

Selon l'invention, la nacelle 1 est caractériséed'a-

bord en ce que les réservoirs 16 et 17 y sont situés à

place fixe au voisinage d'une extrémité 102 de cette na-

celle et en ce que une plaque plane fixe 19 est interposée

entre le socle Il et la glissière 13, plaque qui est tanr-

gente à ladite glissière par une de ses faces 19A et qui touche audit socle par son autre face 19B (selon les bords), laquelle plaque est percée d'au moins une fenêtre 191 et laquelle glissière est percée de plusieurs fenêtres 131,

132, 133, de canalisation des solutions liquides.

Dans la glissière 13, la fenêtre 131 est la fenêtre d'admission et les fenêtres 132 et 133 sont des fenêtres d'évacuation, ces dernières en nombre égal à celui des réservoirs et situées dans la partie de ladite glissière

qui avoisine l'extrémité 101 du creuset 10.

Dans la plaque plane 19 qui, dans cette forme de réa-

lisation de la nacelle, s'étend tout au long de celle-ci et surmonte ainsi tout le socle 11, on compte deux fenêtres d'admission 192 et 193 situées en regard, respectivement, des réservoirs 16 et 17 et une fenêtre d'évacuation 191

située en bordure intérieure de l'évidement 12.

Les distances, dans la plaque 19, entre la fenêtre d'évacuation 191 et les fenêtres d'admission 192 et 193, sont sensiblement égales, respectivement, aux distances, dans la glissière, entre la fenêtre d'admission 131 et les

fenêtres d'évacuation 132 et 133. Ainsi, lorsque la fe-

nêtre 131 de la glissière est amenée sous le réservoir 16 au-dessus de la fenêtre 192 de la plaque, la fenêtre 132 vient-elle au-dessus de la fenêtre 191; de même, lorsque -10- les fenêtres 131 et 193 coïncident sous le réservoir 17, les fenêtres 133 et 191 coïncident également à l'autre

extrémité de la nacelle.

La fenêtre d'évacuation 191 de la plaque est située en bordure intérieure de l'évidement 12, ceci pour éviter la formation d'une poche non drainable à l'extrémitN droite

dudit évidement lors des changements.e solution.

Comme on le verra plus loin, le mouvement de la glis-

sière durant le processus d'épitaxie est très limité et correspond, au total, à une distance de l'ordre de celle séparant la cloison 161 de la paroi 102. Aussi n'est-il

pas nécessaire d'avoir une longue glissière.

On se reporte maintenant aux figures 3, 4, 5 et 6, d'une nacelle à trois réservoirs utilisable pour un dépôt tricouche (la figure 6 est une vue en coupe qui correspond, à un détail près, aussi bien à la figure 3 qu'à la figure J.

On retrouve dans cette nacelle les mêmes éléments com-

posants que pour la nacelle précédemment décrite. En plus,

il a été prévu un troisième réservoir 20 placé dans l'or-

dre après les premier et deuxième réservoirs 16 et 17, c'est-à-dire entre une cloison 163, semblable aux cloisons

161 et 162, et la paroi 102.

Toutefois, cette nacelle à trois réservoirs a une forme qui lui est propre, remarquable par les points suivants: -D'abord, la plaque 19, qui repose toujours en bordure sur le socle 11, ne s'étend pas sur toute la longueur du creuset 10, mais seulement depuis la paroi 101 jusqu'à la cloison 161, c'est-à-dire hormis dans le volume situé sous les réservoirs. Elle comporte une fenêtre 191 d'évacuation mais n'a pas de fenêtre d'admission. Afin d'éviter qu'elle soit déplacée par entraînement de la Glissière, elle est

fixée au socle 11, par exemple à l'aide d'une goupille 194.

-D'autre part, la glissière 13 est munie, à sa gauche sur les figures 3 et 4, d'un talon 135 qui est tangent au socle 11. Ce talon, dans la position qui est sienne sur lesdites figures 3 et 4, remplit tout le volume situé sous les évidements et touche à la plaque 19 qui fait office -11- de butée (ce contact n'est pas indispensable); il s'étend

à l'extérieur du creuset 10 formant l'extrémité de la glis-

sière dans- laquelle est percé le trou 14.En outre, la glis-

sière 13 est percée, en plus de la fenêtre d'admission 131, de trois fenêtres d'évacuation 132, 133, 134, chacune de celles-ci devant correspondre successivement avec la fenêtre d'évacuation 191 de la plaque 19 à différents stades du

processus opératoire.

Les pièces constituant la nacelle sont, par exemple,

en graphite, quelle que soit la forme de réalisation.

On se reporte maintenant aux figures 7 qui correspondent aux explications qui vont suivre concernant la mise en oeuvre d'une nacelle selon l'invention. On a choisi, pour ces explications, l'exemple d'un dépôt tricouche réalisé

avec une nacelle selon les figures 3 à 6.

Dans ces explications il a été fait volontairement ab-

straction de considérations d'ordre physique ou chimique

telles que la nature des solutions liquides, celle des sub-

strats, la température, le temps, qui président à l'élabo-

ration d'un dépôt épitaxique donné selon la méthode conven-

tionnelle bien connue de l'homme de l'art. Le processus n'est étudié ici que sous le seul aspect de l'emploi de

la nacelle.

Avant le dépôt de la première couche épitaxique la na-

celle se présente tel qu'il est imagé sur la figure 7A.

Des substrats 40 reposent dans l'évidement 12. Les réser-

voirs 16, 17 et 20 retiennent, respectivement, la première

, la deuxième 175 et la troisième 205 des solutions li-

quides. La glissière 13 est en position telle que la fenêtre d'admission 131 est au-dessus de la plaque 19 à droite du

réservoir 16.

Dans un premier temps du processus opératoire, la glis-' sière 13 est mue à travers la nacelle de la droite vers la gauche (sur les dessins des figures 7), jusqu'à ce que la fenêtre 131 vienne se placer en regard du réservoir 16 dans une position repérée de façon à ce que, parallèlement, les fenêtres d'évacuation 132 de ladite glissière et 191 -12-

de la plaque plane soient mises en correspondance. La so-

lution liquide 165 s'écoule alors dans l'évidement 12 la quantité de solution 165 est prévue suffisante pour remplir tout le volume disponible et déborderen 265 sur la glissière 13 par le chemin des fenêtres 191 et 132. L'ap- pareillage se présente alors tel qu'il est montré sur la

figure 7B.

Après une période de repos durant laquelle une première couche épitaxique croît sur les substrats 40, la glissière 13 est à nouveau-tirée à travers la nacelle de la droite vers la gauche jusqu'à ce que la fenêtre 131 soit placée en regard du deuxième réservoir 17. Le réservoir 16 est

de nouveau fermé. La solution 175 contenue dans le réser-

voir 17 s'écoule dans le volume sous-jacent, prend la place de la solution 165 qu'elle refoule sur la glissière 13 par le chemin des fenêtres d'évacuation 191 et 133 (voir fig. 7C), débordant elle-même en 275 sur ladite glissière. On peut alors procéder à lacroissance de la deuxième couche épitaxique. Dans un troisième temps du processus opératoire, la

glissière 13 est tirée à nouveau de la droite vers la gau-

che afin d'amener la fenêtre d'admission 131 sous le troi-

sième réservoir 20. En même temps le réservoir 17 est fermé et la fenêtre d'évacuation 134 vient se placer au-dessus de la fenêtre d'évacuation 191. C'est alors au tour de la

troisième solution liquide 205 de venir en contact des sub-

strats 40; la solution 205 prend donc la place de la solu-

tion 175 qui est refoulée par l'orifice 191-134 sur la glis-

sière 13 o ladite solution 205 déborde elle-même en 305

(voir fig. 7D). On procède alors à la croissance de la troi-

sième couche épitaxique.

Comme il a été indiqué précédemment, les quantité et hauteur de solution liquide 175 et 205 dans les réservoirs 17 et 20 sont prévues suffisantes pour que soient assurés, d'abord à la distribution de la solution 175 dans le volume disponible entre la glissière 13-et la plaque 19 d'une part, le socle 11 d'autre part, le remplissement intégral de ce

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-13- volume et le rejet total de la solution précédente 165 sur

ladite glissière 13, ensuite à la distribution de la solu-

tion 205 dans le nouveau volume disponible (un peu plus

grand que le précédent du fait du recul du talon 135 soli-

daire de la glissière 13) le remplissement intégral de ce

dernier volume et le rejet total de la solution 175 éga-

lement sur la glissière 13. Sur les figures 1 à 4, les ré-

servoirs ont été dessinés sensiblement d'égale capacité.

Cette disposition n'a pas un caractère impératif, l'accrois-

sement du volume à remplir au fur et à mesure du recul du talon 135 pouvant imposer des différences de capacité, donc

de dimensions, entre lesdits réservoirs.

Afin d'être totalement paré contre une pollution éven-

tuelle de la deuxième solution 175, alors en place dans l'évidement 12, par le rejet 265 de la première solution , à travers les conduits des fenêtres 133-191 (fig. 7C), on peut, une fois que le dépêt épitaxique de la deuxième couche va commencer, tirer légèrement la glissière 13 vers

la gauche de manière à couper la communication 133-191.

Cette translation doit être, bien sûr, inférieure à celle

nécessaire pour amener la fenêtre 131 sous le troisième ré-

servoir 20.

De même, afin d'éviter ensuite que la solution 175, re-

jetée à son tour sur la glissière 13, puisse polluer la troisième solution 205 qui l'a remplacée dans l'évidement, on tire légèrement la glissière 13 vers la gauche après que la distribution de ladite solution 205 est terminée, afin

de couper la communication 134-191.

On notera que la glissière 13 est mue dans un seul sens (droite-gauche sur les figures 7) et que l'amplitude de son déplacement est très réduite, ce qui permet de la faire courte.

On notera également que durant les trois dépôts, l'évi-

dement 12 est couvert et que les substrats sont donc confi-

nés sous une faible épaisseur de solution liquide, ce qui

favorise l'obtention de dépôts de qualité.

L'exemple de mise en oeuvre ci-dessus décrit a été 2484_s52 -14- limité àun dépôt tricouche, mais on conçoit que la nacelle puisse être prévue, suivant la même forme de réalisation,

pour un nombre supérieur de dépôts.

La nacelle selon les figures 1 et 2 présente l'avantage sur celle des figures 3 et 4 que, la plaque 19 s'étendant tout au long de cette nacelle, le volume compris entre la glissière 13 et ladite plaque 19 d'une part, le socle 11 d'autre part, reste le même quelle que soit la position de

la glissière dans cette nacelle, alors que ce volume s'a-

grandit dans la nacelle des figures 3 et 4 avec le retrait du talon 135. Il en résulte un moindre besoin de solution liquide, à dimensions sensiblement égales des nacelles, dans la première forme de réalisation (fig. 1 et 2) que

dans la seconde (fig. 3 et 4).

Par contre, l'utilisation d'une nacelle selon la pre-

mière forme de réalisation doit êtrede préférence, limitée

à des dépôts bicouche ne nécessitant que deux réservoirs.

En effet, si l'on avait par exemple un troisième réservoir, la portion de la première solution liquide qui se serait glissée sous ce troisième réservoir lors de la distribution de ladite première solution ne pourrait être ensuite que partiellement refoulée par la deuxième solution liquidevers la fenêtre d'évacuation 191, puisque se trouvant en arrière du flux. Toutefois, avec une nacelle de grand volume comme c'est le cas ici, le risque de contamination de la

deuxième solution dû à la présence d'un reliquat de la pre-

mière solution dans cette deuxième solution serait minime et d'autant moins dangereux que les substrats 40 ne sont

pas placés à proximité immédiate de la zone des réservoirs.

Les dispositions structurales adoptées, tant pour la nacelle des figures 1 et 2, que pour celle selon les figures

3 à 6, permettent, en raison de la place importante réser-

vée à l'évidement 12, de traiter simultanément un grand nombre de substrats. Une augmentation de la capacité serait

possible sans rien changer à la structure des nacelles si-

non à leurs dimensions à condition, cela va de soid'auamen-

ter parallèlement la capacité du four dans lequel elles

sont disposées.

2 4 8 I,3

-15-

Claims (12)

- REVENDICATIONS -

1.- Nacelle utilisable dans un dispositif-de dépôt

épitaxique en phase liquide, conçue pour la formation suc-

cessive d'au moins deux couches semiconductrices sur au moins un substrat semiconducteur (40) à partir de solutions liquides (165, 175, 205) et dans laquelle on distingue, essentiellement, un socle fixe (11) creusé d'un évidement (12) destiné à recevoir le substrat, surmonté, à distance, par une glissière plane (13) porteuse desdites solutions

liquides réparties dans des réservoirs (16, 17, 20), la-

quelle glissière peut être mue unidirectionnellement à tra-

vers la nacelle, caractérisée en ce que les réservoirs sont situés à place fixe dans la nacelle au voisinage d'une extrémité (102) de cette nacelle et en ce que une plaque

plane fixe (19) est interposée entre le socle et la glis-

sière, plaque qui esttangente à ladite glissière par une de ses faces et qui touche audit socle par son autre face, laquelle plaque est percée d'au moins une fenêtre (191) et laquelle glissière est percée de plusieurs fenêtres (132,

133, 134) de canalisation des solutions liquides.

2.- Nacelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la glissière comporte une fenêtre d'admission (131) et autant de fenêtres d'évacuation (132, 133, 134) que l'on

compte de réservoirs (16, 17,20).

3.- Nacelle selon l'ensemble des revendications 1 et 2,

caractérisée en ce que la plaque plane surmonte tout le

socle et comporte alors, d'une part autant de fenêtres d'ad-

mission que l'on compte de réservoirs, d'autre part au moins

une fenêtre -l'évacuation.

4.- Nacelle selon la revendication 3, caractérisée en

ce que les distances entre la fenêtre d'évacuation et cha-

cune des fenêtres d'admission percées dans la plaque sont sensiblement égales, respectivement, aux distances entre la fenêtre d'admission et chacune des fenêtres d'évacuation

percées dans la glissière.

-16-

5.- Nacelle selon l'ensemble des revendications 1 et

2, caractérisée en ce que la plaque plane (19) surmonte le socle en partie seulement, c'est-à-dire hormis, au moins, l'espace situé sous les réservoirs et elle ne comporte alors de fenêtre (191) que pour l'évacuation. 6;- Nacelle selon la revendication 5, caractérisée en ce que la glissière (13) est munie d'un talon (135) qui est tangent au socle et qui, en fonction de la position de

ladite.glissière dans la nacelle occupe tout ou partie du-

dit espace situé sous les réservoirs.

7.- Nacelle selon l'une des revendications 3 à 6,

caractérisée en ce que la fenêtre d'évacuation (191) de la plaque est située en bordure intérieure de l'évidement, au voisinage de l'extrémité (101) de la nacelle opposée à

celle (102) o se trouvent les réservoirs.

8.- Nacelle selon l'une des revendications précédentes,

caractérisée en ce que les réservoirs ont pour fond la sur-

face de la glissière, celle-ci étant libre de mouvement en

translation par rapport auxdits réservoirs.

9.- Procédé de dépôt épitaxique en phase liquide en vue

de la formation successive d'au moins deux couches semicon-

ductrices sur au moins un substrat semiconducteur, mettant

en oeuvre une nacelle selon l'une des revendications 1 à 8,

procédé consistant à distribuer, au moins dans l'évidement (12) o repose/nt le/s substrat/s, une première solution liquide (165) venant d'un premier réservoir (16), à faire croître sur ce/s substrat/s une première couche épitaxique, à remplacer la première solution liquide par une deuxième solution liquide (175) venant d'un deuxième réservoir (17),

à faire croître une deuxième couche épitaxique sur la pré-

cédente, et ainsi de suite, caractérisé en ce que le/s sub-

strat/s reste/nt en position fixe dans la nacelle ainsi que les réservoirs, les apports et les retraits des solutions liquides étant liés au mouvement de la glissière placée

entre eux.

248ni325 -17- 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la glissière est mue dans un seul sens suivant sa

direction de déplacement.

11.- Procédé selon l'ensemble des revendications 9 et

10, caractérisé en ce que la mise en place, sous un réser- voir, de la fenêtre d'admission percée dans la glissière,

entraîne la mise en regard d'une fenêtre d'évacuation per-

cée dans cette glissière avec la fenêtre d'évacuation per-

cée dans ladite plaque plane.

12.- Procédé selon l'ensemble des revendications 9 et

, mis en oeuvre avec une nacelle selon l'ensemble des

revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la mise en

place sous un réservoir, de la fenêtre d'admission percée dans la glissière, entraîne également la mise en regard de cette fenêtre d'admission avec une fenêtre d'admission

de ladite plaque.

13.- Procédé selon l'une des revendications 9 à 12,

caractérisé en ce que la quantité de solution liquide

prévue dans le premier réservoir est suffisante pour rem-

plir le volume initialement disponible entre la glissière

et la plaque d'une part, le socle d'autre part, et débor-

der sur ladite glissière par le chemin des fenêtres d'éva-

cuation.

14.- Procédé selon l'une des revendications 9 à 12,

caractérisé en ce que les quantité et hauteur de solution liquide prévues dans chacun des réservoirs à partir du deuxième sont suffisantes pour que soit assuré, à chaque

distribution d'une nouvelle solution dans le volume sous-

jacent, le remplissement intégral de ce volume et le rejet total de la solution précédente sur ladite glissière par

le chemin des fenêtres d'évacuation.