IT201800011158A1

IT201800011158A1 - Camera di reazione per un reattore epitassiale di materiale semiconduttore con sezione longitudinale non-uniforme e reattore

Info

Publication number: IT201800011158A1
Application number: IT102018000011158A
Authority: IT
Inventors: Silvio Preti; Francesco Corea; Maurilio Meschia
Original assignee: Lpe Spa
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-06-17
Also published as: EP3880863B1; CN113195780A; CN113195780B; JP7073586B2; EP3880863A1; US20220074048A1; JP2022508364A; WO2020128653A1

Description

"Camera di reazione per un reattore epitassiale di materiale semiconduttore con sezione longitudinale non-uniforme e reattore" DESCRIZIONE CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda una camera di reazione per un reattore epitassiale atto alla deposizione di materiale semiconduttore su substrato con sezione longitudinale non-uniforme e un reattore che la utilizza.

In particolare, la presente invenzione riguarda una camera di reazione a "pareti calde".

STATO DELLA TECNICA

Tale tipo di camera di reazione è utilizzato in particolare per la deposizione epitassiale di carburo di silicio su substrato di carburo di silicio (processo "omoepitassiale") oppure su substrato di altro materiale (processo "eteroepitassiale").

La Richiedente si è già occupata in passato di camere di reazione di questo tipo e ha depositato, ad esempio, le due domande di brevetto internazionale WO2004053187A1 e WO2004053188A1 (che sono qui incorporate per riferimento).

Un esempio di una camera di reazione 1 di questo tipo è illustrata schematicamente in Fig. 1 e Fig. 2 e Fig. 3; essa si estende uniformemente lungo una direzione longitudinale. Essa comprende un assieme suscettore costituito da quattro elementi suscettori 2, 3, 4 e 5 che definiscono una zona di reazione e deposizione 10 e che sono contenuti in un involucro 7 di materiale isolante termico; l'involucro 7 è inserito in un tubo 8 di quarzo. L'involucro 7 è costituito da un tubo 71 e due tappi circolari 72 e 73. Attorno al tubo 8 è avvolto un induttore 9 atto a riscaldare per induzione elettromagnetica gli elementi 2, 3, 4 e 5 che sono fatti di grafite; l'induttore 9 è rappresentato con linea tratteggiata perché, a rigore, non fa parte della camera di reazione 1. Gli elementi induttori 4 e 5 sono due listelli e costituiscono le pareti laterali della zona 10. Gli elementi 2 e 3 sono due solidi di proiezione con sezione a forma di segmento circolare e con un foro 20 e 30 passante con sezione a forma di segmento circolare; quindi, sono costituiti da una lastra piana 21 e 31 e da una lastra curva 22 e 32; le lastre piane 21 e 31 costituiscono rispettivamente le pareti superiore e inferiore della zona 10. La parete inferiore 31 è atta ad alloggiare un assieme 6 che comprende, tra l'altro, un elemento di supporto 61 (tipicamente rotante durante i processi di deposizione) atto a supportare almeno un substrato 62 oggetto di deposizione; secondo questo esempio, l'elemento di supporto 61 può essere inserito ed estratto dalla zona 10. I due tappi 72 e 73 sono mostrati come se fossero chiusi; tuttavia, essi presentano delle aperture, in particolare un'apertura nel tappo 73 per l'ingresso di gas precursori (si veda la freccia nera) e un'apertura nel tappo 72 per l'uscita di gas esausti (si veda la freccia nera). Le sezioni trasversali della camera 1 in corrispondenza delle posizioni P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 e P8 sono identiche (per essere precisi, pressoché identiche).

Le camere di reazione descritte e illustrate in queste due domande di brevetto avevano l'obiettivo, tra l'altro, di mantenere una temperatura uniforme all'interno della zona di reazione e deposizione (10 in Fig. 1 e Fig. 2 e Fig. 3) e, in particolare, all'interno dei substrati oggetto di deposizione (62 in Fig.1 e Fig.2 e Fig.3).

In seguito, la Richiedente ha sviluppato una soluzione, derivata da quella di queste due domande di brevetto, per ottenere una differenza di temperatura verticale all'interno della zona di reazione e deposizione, e ha depositato la domanda di brevetto internazionale WO2007088420A2 (che è qui incorporata per riferimento). Anche questa camera di reazione si estende uniformemente lungo una direzione longitudinale. Nella camera di Fig. 1 e Fig.2 e Fig. 3 (e anche nelle camere delle domande di brevetto citate precedentemente), se si considera l'assieme suscettore tagliato in sottili sezioni assiali uguali tra loro (ossia del medesimo spessore), ciascuna sezione contribuisce ugualmente al riscaldamento della zona di reazione e deposizione.

SOMMARIO

Grazie a esperimenti recentemente condotti, la Richiedente si è resa conto che per ottenere un desiderato profilo di temperatura dei substrati oggetto di deposizione durante i processi di deposizione (ad esempio una temperatura uniforme della superficie superiore dei substrati durante i processi di deposizione), un tale contributo uguale non è la soluzione migliore.

Nella camera di Fig. 1 e Fig.2 e Fig. 3 (e anche nelle camere delle domande di brevetto citate precedentemente), è pressoché impossibile misurare direttamente ad esempio la temperatura in vari punti della superficie superiore dei substrati durante i processi di deposizione.

Pertanto, la Richiedente ha pensato di effettuare misure indirette con una particolare metodologia. Secondo questa metodologia, un substrato ad esempio di carburo di silicio viene posto sull'elemento di supporto della camera, la zona di reazione e deposizione della camera viene scaldata alla temperatura di processo, idrogeno (invece che le usuali miscele di gas di processo) viene fatto fluire nella zona di reazione e deposizione per un tempo predeterminato, la zona di reazione e deposizione viene raffreddata, il substrato così trattato viene estratto dalla zona di reazione e deposizione, e infine si misura lo spessore del substrato così trattato in vari punti; la temperatura sulla superficie superiore del substrato (durante il trattamento) in questi vari punti è ricavabile dalle rispettive misure di spessore essendoci una relazione tra velocità di "etching" dell'idrogeno e temperatura.

Il risultato di tali misure indirette è schematizzato in Fig. 3. Se l'elemento di supporto 61 non ruota (e quindi non ruota nemmeno il substrato 62), la superficie superiore del substrato 62 ha una zona frontale Z1 che è più fredda perché investita dai gas entranti (si veda freccia nera sulla sinistra di Fig. 3) nella zona 10 di reazione e deposizione che sono relativamente freddi, e due zone laterali Z2 e Z3 che sono più calde perché vicine alle pareti laterali 4 e 5 che sono relativamente calde. Poiché, tipicamente, l'elemento di supporto 61 ruota durante i processi di deposizione, tale disuniformità di temperatura del substrato 62 si riduce, ma non si annulla affatto.

Scopo generale della presente invenzione è variare in modo semplice ed efficace il contributo dell'assieme suscettore al riscaldamento della zona di reazione e deposizione della camera di reazione in funzione della posizione longitudinale.

In particolare, è stato trovato che tale contributo deve essere inferiore nella parte centrale della zona di reazione e deposizione (ad esempio, con riferimento a Fig. 2, tra le posizioni longitudinali P2 e P7 oppure P3 e P6 oppure P4 e P5), ossia dove si trovano i substrati (62 in Fig. 2) oggetto di deposizione.

Una scopo ulteriore della presente invenzione è variare in modo semplice ed efficace il contributo dell'assieme suscettore al riscaldamento della zona di reazione e deposizione della camera di reazione in funzione della posizione trasversale.

Questo scopo generale ed altri scopi sono raggiunti grazie a quanto espresso nelle rivendicazioni annesse che formano parte integrante della presente descrizione.

È anche oggetto della presente invenzione un reattore che utilizza tale camera di reazione.

ELENCO DELLE FIGURE

La presente invenzione risulterà più chiara dalla descrizione dettagliata che segue da considerare assieme ai disegni annessi in cui:

Fig. 1 mostra una vista in sezione trasversale (schematica) di una camera di reazione secondo l'arte nota,

Fig. 2 mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) della camera di reazione di Fig.1,

Fig. 3 mostra una vista interna dall'alto (schematica) di parte della camera di reazione di Fig.1,

Fig. 4A mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un primo esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra curva modificata,

Fig. 4B mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un secondo esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra curva modificata,

Fig. 4C mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un terzo esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra curva modificata,

Fig. 4D mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un quarto esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra curva modificata,

Fig. 4E mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un quinto esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra curva modificata,

Fig. 4F mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un sesto esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra curva modificata,

Fig. 5A mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un primo esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra piana modificata,

Fig. 5B mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un secondo esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra piana modificata,

Fig. 5C mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un terzo esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra piana modificata,

Fig. 6-1 mostra una vista in sezione longitudinale (schematica) di un quarto esempio di realizzazione di una camera di reazione secondo la presente invenzione con lastra piana modificata,

Fig. 6-2 mostra una vista in sezione trasversale A-A (schematica) della camera di reazione di Fig.6-1,

Fig. 7 mostra una vista dall'alto di una lastra piana per comprendere alcune varianti della presente invenzione, e

Fig. 8 mostra una vista laterale di una lastra curva per comprendere alcune varianti della presente invenzione.

Come si comprende facilmente, vi sono vari modi di implementare in pratica la presente invenzione che è definita nei suoi principali aspetti vantaggiosi nelle rivendicazioni annesse e non è limitata né dalla descrizione dettagliata che segue né dai disegni annessi.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Con riferimento a Fig.1 e Fig.2 e Fig.3, se si alimenta l'induttore 9 con una corrente alternata, si inducono correnti elettriche alternate negli elementi suscettori 2, 3, 4 e 5, soprattutto negli elementi 2 e 3 (è da notare che, secondo la presente invenzione, gli elementi 4 e 5 potrebbero anche essere fatti, in tutto o in parte, di materiale isolante elettrico e quindi dare un basso contributo al riscaldamento della zona di reazione e deposizione 10).

Il materiale più tipico per realizzare gli elementi suscettori è, come noto, la grafite; questa può essere usata nuda oppure ricoperta, ad esempio ricoperta di carburo di silicio oppure di carburo di tantalio.

Nell'elemento 2, ad esempio, le correnti indotte seguono percorsi chiusi attorno al foro 20; data la simmetria dell'elemento 2, si può assumere che ciascuno di questi percorsi è all'interno di un piano perpendicolare all'asse (si veda segno "+" in Fig. 1) della camera 1; uno di questi piani è ad esempio il piano della Fig. 1. Le correnti indotte negli elementi suscettori creano calore per effetto Joule.

La Richiedente ha pensato di ottenere una generazione di calore dell'assieme suscettore a seconda della posizione longitudinale variando, in particolare, la sezione trasversale dell'elemento suscettore 2 in funzione della posizione longitudinale. Anche secondo la presente invenzione, l'elemento suscettore a sezione trasversale variabile rassomiglia a un solido di proiezione, in particolare un solido di proiezione forato.

L'obiettivo principale di tale variazione della sezione è stato quello di limitare o evitare le correnti indotte attorno al foro in una o più zone dell'assieme suscettore.

Inoltre, vantaggiosamente, la Richiedente ha pensato di ottenere una generazione di calore dell'assieme suscettore a seconda della posizione longitudinale e/o trasversale variando, in particolare, lo spessore dell'elemento suscettore 2 in funzione della posizione.

Nello studiare tali variazioni di sezione e/o spessore si è tenuto conto almeno di due fattori. Il primo fattore è la conduzione del calore all'interno degli elementi suscettori con particolare riguardo agli eventuali flussi di calore in direzioni aventi una componente parallela all'asse della camera (si veda segno "+" in Fig. 1). Il secondo fattore è la conduzione di energia elettrica all'interno degli elementi suscettori con particolare riguardo agli eventuali flussi di corrente elettrica in direzioni aventi una componente parallela all'asse della camera (si veda segno "+" in Fig.1).

Inoltre, si è tenuto conto anche delle due leggi di Ohm:

I = V / R

R = ρ ( l / S)

in cui "ρ" è la resistività del materiale del corpo o parte di corpo considerato, "l" è la lunghezza, "S" è l'area di sezione.

Gli esempi di realizzazione delle figure da 4 e 5 possono essere considerate delle varianti della soluzione di Fig. 1 e Fig. 2 e Fig. 3. Gli esempi di Fig. 4 differiscono dalla soluzione di Fig. 1 e Fig. 2 e Fig. 3 solo per la configurazione della lastra curva dell'elemento suscettore superiore. Gli esempi di Fig. 5 differiscono dalla soluzione di Fig. 1 e Fig. 2 e Fig.3 solo per la configurazione della lastra piana dell'elemento suscettore superiore. L'esempio di Fig. 6 differisce dalla soluzione di Fig. 1 e Fig. 2 e Fig. 3 solo per la configurazione dell'elemento suscettore superiore, e rassomiglia a una combinazione dell'esempio di Fig. 4A e dell'esempio di Fig. 5A; in generale, gli esempi di Fig. 4 e gli esempi di Fig.5 possono essere combinati tra loro.

Prima di procedere nella descrizione dettagliata degli esempi, è opportuna una precisazione. Nel seguito, si farà riferimento essenzialmente agli aspetti geometrici delle soluzioni e si prescinderà quasi totalmente dagli aspetti realizzativi. Ad esempio, se si parla di una "lastra" questa potrà essere costituita da uno o più pezzi uniti tra loro; in particolare, una lastra potrà essere ottenuta unendo due (o più) corpi piani aventi la medesima sagoma, e tali due (o più corpi) potranno essere semplicemente sovrapposti oppure fissati tra loro. E' da notare che gli aspetti realizzati possono influenzare il comportamento di una soluzione; ad esempio, se un componente è ottenuto unendo due corpi in grafite ricoperti da carburo di silicio, il calore passa facilmente da un corpo all'altro mentre la corrente elettrica passa difficilmente da un corpo all'altro.

Un'altra precisazione riguarda le posizioni longitudinali P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 e P8 menzionate in precedenza. La posizione longitudinale P4 corrisponde alla posizione di un estremo del bordo del substrato 62; la posizione longitudinale P3 corrisponde alla posizione di un estremo del bordo dell'elemento di supporto 61; le posizioni longitudinali P1 e P2 (distanziate tra loro) corrispondono a esempi di posizioni intermedie tra l'estremo del bordo dell'elemento di supporto 61 e un estremo della zona 10; la posizione longitudinale P5 corrisponde alla posizione di un altro estremo del bordo del substrato 62; la posizione longitudinale P6 corrisponde alla posizione di un altro estremo del bordo dell'elemento di supporto 61; le posizioni longitudinali P7 e P8 (distanziate tra loro) corrispondono a esempi di posizioni intermedie tra l'altro estremo del bordo dell'elemento di supporto 61 e un altro estremo della zona 10. Nell'esempio 100A di Fig. 4A (che può essere considerato una variante della soluzione di Fig. 1 e Fig. 2 e Fig. 3), l'elemento suscettore 2 comprende:

- da una prima zona estrema (che va da un primo estremo adiacente al tappo 73 alla posizione P4) che comprende una prima lastra piana 21A e una prima lastra curva 22A che è unita alla prima lastra piana 21A,

- da una seconda zona estrema (che va dalla posizione P5 ad un secondo estremo adiacente al tappo 72) che comprende una seconda lastra piana 21B e una seconda lastra curva 22B che è unita alla seconda lastra piana 21B, e

- da una zona intermedia (che va dalla posizione P4 alla posizione P5) che consiste di una terza lastra piana 21C;

le tre lastre piane 21A, 21B e 21C sono tipicamente fatte in un solo pezzo 21; tra la prima lastra curva 22A e la seconda lastra curva 22B vi è un volume VA che collega fluidicamente un primo tratto di foro 20A e un secondo tratto di foro 20B.

L'esempio 100B di Fig. 4B è simile all'esempio 100A di Fig. 4A. Tuttavia, una prima lastra curva 22C si estende fino alla posizione P3, una seconda lastra curva 22D si estende dalla posizione P6, e tra le due lastre vi è un volume VB.

L'esempio 100C di Fig. 4C è simile all'esempio 100A di Fig. 4A. Tuttavia, una prima lastra curva 22E si estende fino alla posizione P2, una seconda lastra curva 22F si estende dalla posizione P7, e tra le due lastre vi è un volume VC.

L'esempio 100D di Fig. 4D è simile all'esempio 100A di Fig. 4A. Tuttavia, una prima lastra curva 22G si estende superiormente fino alla posizione P3 e inferiormente fino alla posizione P4 (in particolare è delimitata longitudinalmente da un piano inclinato), una seconda lastra curva 22H si estende superiormente dalla posizione P6 e inferiormente dalla posizione P5 (in particolare è delimitata longitudinalmente da un piano inclinato), e tra le due lastre vi è un volume VD.

L'esempio 100E di Fig. 4E è simile all'esempio 100A di Fig. 4A. Tuttavia, una prima lastra curva 22L si estende superiormente fino alla posizione P3 e inferiormente fino alla posizione P4 (in particolare è delimitata longitudinalmente da un piano inclinato), una seconda lastra curva 22M si estende dalla posizione P6, e tra le due lastre vi è un volume VE.

L'esempio 100F di Fig. 4F è molto simile all'esempio 100D di Fig. 4D. Tuttavia, una prima lastra curva 22N e una seconda lastra curva 22P hanno raggi di curvatura diversi, e tra le due lastre vi è un volume VF. Nell'esempio 100G di Fig. 5A ((che può essere considerato una variante della soluzione di Fig. 1 e Fig. 2 e Fig. 3)), l'elemento suscettore 2 comprende:

- una prima zona estrema (che va da un primo estremo adiacente al tappo 73 alla posizione P4) che comprende una prima lastra piana S1 con un primo spessore (in particolare un primo spessore medio),

- una seconda zona estrema (che va dalla posizione P5 ad un secondo estremo adiacente al tappo 72) che comprende una seconda lastra piana S2 con un secondo spessore (in particolare un secondo spessore medio),

- una zona intermedia (che va dalla posizione P4 alla posizione P5) comprende una terza lastra piana S3 con un terzo spessore (in particolare un terzo spessore medio);

le tre lastre piane S1, S2 e S3 sono tipicamente fatte in un solo pezzo 21-1; in questo esempio, il terzo spessore è inferiore al primo spessore e al secondo spessore. Inoltre, l'elemento suscettore 2 comprende un'unica lastra curva 22 analoga alla lastra curva della camera di Fig. 1 e Fig.2 e Fig.3 e che circonda il foro 20.

L'esempio 100H di Fig. 5B è simile all'esempio 100G di Fig. 5A. Tuttavia, una prima lastra piana S4 si estende fino alla posizione P3, una seconda lastra piana S5 si estende dalla posizione P6, una terza lastra piana S6 si estende tra la posizione P3 e la posizione P6, e le tre lastre sono tipicamente fatte in un solo pezzo 21-2.

L'esempio 100L di Fig. 5C è simile all'esempio 100G di Fig. 5A. Tuttavia, una prima lastra piana S4 si estende fino alla posizione P3, una seconda lastra piana S5 si estende dalla posizione P6, una terza lastra piana S3 si estende tra la posizione P4 e la posizione P5, vi è un primo piccolo raccordo tra le lastre S4 e S3, vi è un secondo piccolo raccordo tra le lastre S3 e S5, e le tre lastre e i due raccordi sono tipicamente fatti in un solo pezzo 21-3.

Il ribassamento della lastra piana 21-1, 21-2, 21-3, 21-4 negli esempi 100G, 100H e 100L delle figure 5 e nell'esempio della lastra piana nell'esempio 600 delle figure 6 serve a limitare che le correnti indotte fluiscano nella zona intermedia dell'elemento suscettore 2.

L'esempio 600 delle figure 6 (ossia Fig. 6-1 e Fig. 6-2) è molto simile all'esempio 100A di Fig. 4A per quanto riguarda la lastra curva 22 e all'esempio 100G di Fig. 5A per quanto riguarda la lastra piana 21-4, e presenta un volume VM al centro. Tuttavia, la prima lastra S1 presenta un ribassamento S7 centrale (ossia centrato rispetto all'asse della camera – si veda Fig. 6-2) che si sviluppa in senso longitudinale (si veda Fig.6-1). In particolare, il ribassamento S7 è allineato all'assieme 6 (si veda Fig. 6-2); più in particolare, la larghezza del ribassamento 7 corrisponde al diametro del substrato 62. Il ribassamento S7 si affaccia sul foro 20. In particolare, lo spessore della lastra S1 in corrispondenza del ribassamento S7 è maggiore dello spessore della lastra S3.

Il ribassamento S7 serve a riscaldare i gas entranti nella zona di reazione e deposizione maggiormente (trasversalmente) al centro, in particolare tra le posizione trasversali D1 e D2 (simmetriche rispetto all'asse della zona 10) rispetto ai lati (si consideri in Fig. 6-2 la posizione rispetto agli elementi 4 e 5).

In generale, una camera di reazione secondo la presente invenzione serve per un reattore epitassiale atto alla deposizione di materiale semiconduttore (in particolare carburo di silicio) su substrato (in particolare di carburo di silicio); essa si estende in una direzione longitudinale e comprende una zona di reazione e deposizione che si estende nella direzione longitudinale; questa zona è definita da elementi suscettori atti a essere riscaldati per induzione elettromagnetica; (almeno) un primo elemento suscettore presenta un foro che si estende nella direzione longitudinale per tutta la sua lunghezza; il primo elemento suscettore ha una sezione trasversale non-uniforme che dipende dalla sua posizione longitudinale.

Almeno il primo elemento suscettore rassomiglia tipicamente a un solido di proiezione, in particolare un solido di proiezione forato.

Tipicamente, il primo elemento suscettore ha una prima zona (longitudinale) estrema e una seconda zona (longitudinale) estrema e una zona (longitudinale) intermedia; la prima zona estrema e la seconda zona estrema possono essere uguali.

Secondo una prima tipica semplice e generale possibilità, l'area di sezione nella zona intermedia è minore all'area di sezione nella prima zona estrema e nella seconda zona estrema.

Secondo una configurazione tipica, il primo elemento suscettore comprende (almeno) una lastra piana (che delimita parzialmente la zona di reazione e deposizione) e (almeno) una lastra curva (che non delimita la zona di reazione e deposizione) che è unita alla lastra piana (similmente al camera di reazione di Fig.1 e Fig. 2); la lastra piana e la lastra curva circondano il foro del primo elemento suscettore. In Fig. 7 è mostrata una lastra piana 21 (che presenta una pluralità di solchi 212); in Fig. 8 è mostrata una lastra curva 22 (che presenta una pluralità di tagli 222); la lastra 21 di Fig. 7 e la lastra 22 di Fig. 8 sono unite a formare un elemento suscettore (si noti le due frecce 22 in Fig. 7) che può anche essere in pezzo unico; il riferimento 211 indica la porzione della lastra 21 che non è in contatto con la lastra 22.

Se si utilizza tale configurazione tipica, un primo modo di ottenere una generazione di calore dell'assieme suscettore non-uniforme prevede che la lastra curva presenti almeno un taglio (si vedano ad esempio i tagli 222) e/o almeno un foro di dimensioni opportune; il foro può essere orientato radialmente ossia in direzione perpendicolare alla direzione longitudinale del primo elemento suscettore; il taglio può estendersi circonferenzialmente (si vedano ad esempio i tagli 222). In Fig. 8, il numero, la larghezza e la posizione dei tagli 222 influiscono sulla generazione di calore.

Se si utilizza tale configurazione tipica, un secondo modo di ottenere una generazione di calore dell'assieme suscettore non-uniforme prevede che la lastra curva abbia uno spessore variabile.

Se si utilizza tale configurazione tipica, un terzo modo di ottenere una generazione di calore dell'assieme suscettore non-uniforme prevede che la lastra piana abbia uno spessore variabile. Fig. 7 rappresenta un caso in cui tale variabilità di spessore deriva da solchi ricavati sul lato della piastra 21 rivolto verso il foro 20; i solchi 212 sono di forma rettilinea e orientati secondo la larghezza LA della camera di reazione, ma alternativamente, potrebbero essere orientati ad esempio secondo la lunghezza LU della camera di reazione. In generale, il numero, la forma, la larghezza, la lunghezza, la posizione e l'orientamento dei solchi (ricavati sul lato della piastra piana rivolto verso il foro) influiscono sulla generazione di calore.

Questi tre modi (e altri) possono essere variamente combinati tra loro. Secondo alcuni primi esempi di realizzazione, il primo elemento suscettore ha una prima zona (longitudinale) estrema e una seconda zona (longitudinale) estrema e una zona (longitudinale) intermedia, - in cui la prima zona estrema comprende una prima lastra piana e una prima lastra curva che è unita alla prima lastra piana, - in cui la seconda zona estrema comprende una seconda lastra piana e una seconda lastra curva che è unita alla seconda lastra piana, e

- in cui la zona intermedia consiste di una terza lastra piana.

Questi primi esempi di realizzazione, possono prevedere mezzi atti a condurre calore in direzione radiale situati tra la prima lastra curva e la seconda lastra curva.

Secondo alcuni secondi esempi di realizzazione, il primo elemento suscettore ha una prima zona (longitudinale) estrema e una seconda zona (longitudinale) estrema e una zona (longitudinale) intermedia, - in cui la prima zona estrema comprende una prima lastra piana con un primo spessore (medio),

- in cui la seconda zona estrema comprende una seconda lastra piana con un secondo spessore (medio), e

- in cui la zona intermedia comprende una terza lastra piana con un terzo spessore (medio);

il terzo spessore può essere inferiore oppure superiore al primo spessore e al secondo spessore.

Questi secondi esempi di realizzazione, possono prevedere che la prima lastra piana e/o la seconda lastra piana presentino un (sottile) ribassamento oppure innalzamento centrale che si sviluppa in senso longitudinale (si veda esempio delle figure 6).

E' da notare che terzi esempi di realizzazione possono combinare caratteristiche dei primi esempi di realizzazione e caratteristiche dei secondi esempi di realizzazione.

Tipicamente, la camera secondo la presente invenzione comprende un elemento di supporto (preferibilmente rotante) di forma discoidale (si consideri ad esempio il riferimento 61) atto a supportare (direttamente o indirettamente) uno o più substrati (si consideri ad esempio il riferimento 62) nella zona di reazione e deposizione; il primo elemento suscettore può essere preferibilmente situato frontalmente rispetto a questo elemento di supporto; in particolare, la parete piana della zona intermedia del primo elemento suscettore è situata frontalmente rispetto a questo elemento di supporto. Tutto ciò è valido per gli esempi di figure. In questi casi, l'elemento si supporto può essere posto a una certa distanza dalla terza parete piana.

Il diametro dell'elemento di supporto 61 o del substrato 62 può essere uguale al prodotto della lunghezza della zona di reazione e deposizione e di un fattore k1; in cui k1 è, ad esempio, compreso tra 0,3 e 0,9 oppure tra 0,5 e 0,8.

Il diametro dell'elemento di supporto 61 o del substrato 62 può essere uguale al prodotto della larghezza della zona di reazione e deposizione e di un fattore k2; in cui k2 è, ad esempio, compreso tra 0,3 e 0,9 oppure tra 0,5 e 0,8.

Il diametro dell'elemento di supporto 61 o del substrato 62 può essere uguale al prodotto dell'altezza della zona di reazione e deposizione e di un fattore k3; in cui k3 è, ad esempio, compreso tra 0,1 e 0,3. La caratteristica relativa all'altezza della zona di reazione e deposizione può anche essere definita in termini assoluti; in questo caso, l'altezza è compresa, ad esempio, tra 10 e 100 mm oppure tra 20 e 40 mm.

E' da notare che k1 e k2 e k3 sono in generale diversi in particolare perché la zona di reazione e deposizione è tipicamente più lunga che larga.

Tipicamente, la camera secondo la presente invenzione comprende un gruppo induttore atto a creare un campo elettromagnetico per riscaldare gli elementi suscettori per induzione elettromagnetica; il gruppo induttore può essere preferibilmente predisposto per riscaldare differentemente una prima zona (longitudinale) estrema e una seconda zona (longitudinale) estrema e una zona (longitudinale) intermedia del primo elemento suscettore. In questi casi, il gruppo induttore può comprendere un primo induttore in corrispondenza della prima zona (longitudinale) estrema e un secondo induttore in corrispondenza di della seconda zona (longitudinale) estrema. Inoltre, vi può essere un gruppo schermante atto a limitare accoppiamento elettromagnetico tra il primo induttore e il secondo induttore.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Camera di reazione per un reattore epitassiale atto alla deposizione di materiale semiconduttore su substrato (62), che si estende in una direzione longitudinale e che comprende una zona (10) di reazione e deposizione che si estende in detta direzione longitudinale, in cui detta zona (10) è definita da elementi suscettori atti a essere riscaldati per induzione elettromagnetica, in cui un primo elemento suscettore (21, 22) di detti elementi suscettori presenta un foro (20) che si estende in detta direzione longitudinale per tutta la sua lunghezza, caratterizzata dal fatto che detto primo elemento suscettore (21, 22) ha una sezione trasversale non-uniforme che dipende dalla sua posizione longitudinale.
2. Camera secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo elemento suscettore ha una prima zona estrema e una seconda zona estrema e una zona intermedia, in cui l'area di sezione in detta zona intermedia è minore all'area di sezione in detta prima zona estrema e in detta seconda zona estrema.
3. Camera secondo la rivendicazione 2, in cui detta prima zona estrema e detta seconda zona estrema sono uguali.
4. Camera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo elemento suscettore (21, 22) comprende una lastra piana (21) e una lastra curva (22) che è unita a detta lastra piana (21), in cui detta lastra piana (21) e detta lastra curva (22) circondano detto foro (20).
5. Camera secondo la rivendicazione 4, in cui detta lastra curva (22) presenta almeno un taglio (222) e/o almeno un foro.
6. Camera secondo la rivendicazione 4 oppure 5, in cui detta lastra curva ha uno spessore variabile.
7. Camera secondo la rivendicazione 4 oppure 5 oppure 6, in cui detta lastra piana (21) ha uno spessore variabile (212).
8. Camera secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui detto primo elemento suscettore ha una prima zona estrema e una seconda zona estrema e una zona intermedia, - in cui detta prima zona estrema comprende una prima lastra piana e una prima lastra curva che è unita alla prima lastra piana, - in cui detta seconda zona estrema comprende una seconda lastra piana e una seconda lastra curva che è unita alla seconda lastra piana, e - in cui detta zona intermedia consiste di una terza lastra piana.
9. Camera secondo la rivendicazione 8, comprendente mezzi atti a condurre calore in direzione radiale situati tra detta prima lastra curva e detta seconda lastra curva.
10. Camera secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui detto primo elemento suscettore ha una prima zona estrema e una seconda zona estrema e una zona intermedia, - in cui detta prima zona estrema comprende una prima lastra piana con un primo spessore, - in cui detta seconda zona estrema comprende una seconda lastra piana con un secondo spessore, e - in cui detta zona intermedia comprende una terza lastra piana con un terzo spessore; in cui detto terzo spessore è inferiore oppure superiore a detto primo spessore e detto secondo spessore.
11. Camera secondo la rivendicazione 10, in cui detta prima lastra piana e/o detta seconda lastra piana presentano un ribassamento oppure innalzamento centrale che si sviluppa in senso longitudinale.
12. Camera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un elemento di supporto di forma discoidale atto a supportare uno o più substrati in detta zona di reazione e deposizione, in cui detto primo elemento suscettore è situato frontalmente rispetto a detto elemento di supporto, in particolare detta zona intermedia è situata frontalmente rispetto a detto elemento di supporto.
13. Camera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un gruppo induttore atto a creare un campo elettromagnetico per riscaldare detti elementi suscettori per induzione elettromagnetica, in cui detto gruppo induttore è predisposto per riscaldare differentemente una prima zona estrema e una seconda zona estrema e una zona intermedia di detto primo elemento suscettore.
14. Reattore comprendente una camera di reazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.