JP2023539899A - 温度調整可能なガス入口領域を備えたｃｖｄリアクタ - Google Patents

Abstract

リアクタハウジングに配置され、プロセスチャンバ（１）の床面を形成するサセプタ（２）と、少なくとも１つのガス入口領域（４、４’）を備えたガス入口部材（３）とを有するＣＶＤリアクタであって、本体（７）とプロセスチャンバ天井（１５）との間の温度差を生じさせるためのサセプタ（２）の下方に配置された加熱装置（６）と、ガス入口部材（３）から流れ方向に少し離れて位置しかつコーティングされる基板（１４）をそれぞれで収容するための、複数の基板キャリア（１２）と、ガス入口部材（３）と基板キャリア（１２）との間に配置された複数のフロー領域プレート（１０）と、を有する。

Description

本発明は、リアクタハウジングに配置され、プロセスチャンバの床面を形成するサセプタと、少なくとも１つのガス入口領域を備えたガス入口部材と、本体とプロセスチャンバ天井との間の温度差を生じさせるためのサセプタの下方に配置された加熱装置と、ガス入口部材から流れ方向に離れて位置しかつコーティングされる基板をそれぞれ収容するための、多数の基板キャリアと、ガス入口部材と基板キャリアとの間に配置された多数のフロー領域プレートと、を有するＣＶＤリアクタに関する。プロセスチャンバに面するフロー領域プレートの各表面のフロー領域温度が、伝熱媒体の選択又は調節によってそれぞれ調整可能であり、複数の基板キャリアの各々の流れ方向におけるすぐ上流に配置された伝熱媒体が、隣接した伝熱媒体とは独立してそれぞれ調整可能である。

本発明はさらに、ＣＶＤリアクタにおける基板上に、特にドープ層を堆積させる方法に関する。プロセスガスが、ガス入口部材に供給され、そしてガス入口部材のガス入口領域からプロセスチャンバへと入り、プロセスチャンバの床面がサセプタによって形成され、サセプタがプロセスチャンバ天井とサセプタとの間で温度差が生じるようにサセプタの下方に配置された加熱装置によって加熱される。プロセスガスが、基板キャリア上で支持された基板に向かう流れ方向に流れ、ガス入口部材と基板キャリアとの間のプロセスチャンバのフロー領域においてフロー領域プレート上で事前に分解され、分解生成物が層を形成する。基板キャリアの１つの流れ方向におけるすぐ上流に配置された各フロー領域プレートのプロセスチャンバに面した表面のフロー領域温度が、サセプタ本体とフロー領域プレートの間にそれぞれ配置された伝熱媒体の選択又は調節によって調整される。

一般的なＣＶＤリアクタ及び一般的な方法が特許文献１に記載される。フロー領域プレートが、ガス入口部材とガス入口部材の周りの円弧線上に配置された基板キャリアとの間に位置し、各フロー領域プレートが２つの基板キャリアに隣接する。フロー領域プレートはサセプタの本体上で支持される。水平ギャップが本体とフロー領域プレートとの間に延在し、その中へ伝熱ガスが、ガスの熱伝導率の変化によって、加熱装置によって加熱されたサセプタから冷却されたプロセスチャンバ天井への熱伝導に影響するように、供給され得る。そのフロー領域温度はこの影響によって調整され得る。

特許文献２において、ＣＶＤリアクタが記載される。基板は、複数パートのサセプタ上に配置され、半導体層でコーティングされる。このため、有機金属III成分とV成分からなるプロセスガスが、ガス入口部材を介してプロセスチャンバへと導入される。これは例えば水素であるキャリアガスの助けによって生じる。サセプタは下から５００℃と１，０００℃以上との間の温度まで加熱される。プロセスチャンバ天井は能動的に冷やされるので、サセプタの内部に垂直方向の温度勾配が形成される。基板キャリアの表面の温度と、フロー領域プレートの表面の温度は、サセプタの下方の加熱装置からサセプタの上方の冷却装置への永続的な垂直方向の熱の流れによって決定される。そうして、本体と基板キャリア及び／又はフロー領域プレートとの間の伝熱特性は、フロー領域の表面温度と同様に、基板キャリア及び基板キャリア上で支持される基板の表面温度にとって重要である。フロー領域プレートは本体から垂直方向に離間して配置される。結果として水平ギャップが生成され、それが伝熱バリアを形成する。先行技術においてフロー領域プレートの表面温度は、プリセット可能な水平ギャップの垂直方向のギャップ幅に依存する。

特許文献３ではＭＯＣＶＤリアクタが記載され、そこでは、天井パネルと熱分散部材との間と結び付いた熱伝導率が部分的に、そして特に半径方向に異なる。この配置によれば、天井パネルと熱分散部材との間の水平ギャップを通ってパージガスが流れる。パージガスは、例えば水素と窒素とし得る、異なる熱伝導能力をもつガスの混合物から形成されてもよい。

特許文献４では、流れ方向においてフロー領域に隣接する成長領域における層成長に関して、フロー領域温度とフロー領域内の気相反応の影響が記載され、そこでは基板が配置されている。

特許文献５及び特許文献６でもまた、気相伝熱媒体が流れるチャネルを備える基板ホルダが記載される。

特許文献７では、プロセスチャンバ内での基板の表面温度を制御するための装置及び方法が記載され、そこでは特に水平ギャップ内に伝熱媒体が供給されるよう設計され、水平ギャップがガスクッションを形成し、その上で基板キャリアが回転する。

特に、ドーピングされたＳｉＣ層を堆積する際、フロー領域温度における小さな変化がドーパントの混入に相当な影響を与える。この結果として、１つの層が基板キャリアに支持された多数の基板上で同時に堆積される堆積プロセスにおいて、フロー領域温度の目標値からのわずかな偏差が、堆積した層におけるドーパント濃度に大きな違いをもたらす。
ガス入口部材のガス入口領域とサセプタのその他の構成要素の公差により、隣接するフロー領域のフロー領域温度に差が生じる。これにより、堆積プロセス中に堆積した層が相互に異なるドーパント濃度を有し得る。

独国特許出願公開第10 2014 104 218号明細書 独国特許出願公開第103 23 085号明細書 独国特許出願公開第10 2010 000 554号明細書 独国特許出願公開第10 2011 002 146号明細書 米国特許第6,001,183号明細書 独国特許出願公開第36 33 386号明細書 独国特許出願公開第10 2006 018 514号明細書

本発明に係る目的は、フロー領域温度が、基板及び／又は基板キャリアごとに、個別に調整可能な手段を提示することである。

先行技術においてフロー領域温度はガスフローによってのみ調整可能であるが、本発明では、例えばフロー領域プレートへの熱の移動も各フロー領域において個別にプリセットすることもできる事実によって、とりわけ個々の、場合によっては隣接するフロー領域におけるフロー温度の、目標温度又は平均温度からの、例えば公差に起因する偏差に対応することができる。
伝熱媒体は、フロー領域に物理的に割り当てられた要素又は特性であってもよい。伝熱媒体は、堆積プロセスが実行される前に、例えば適切なフロー領域プレートの使用を通して、又は水平ギャップのギャップ高の個別の選択によって、調節されてもよい。
しかし、これは堆積プロセスの実行中に、水平ギャップに個別に混合された伝熱ガスを供給することによって、行ってもよい。そのため、伝熱ガスのために開口した入口が各基板キャリアの上流に設置される。これが供給チャネルからの流出となり、個別に混合された伝熱ガスが水平ギャップに供給される。ガス混合装置において、複数の質量流量コントローラが設けられ、少なくとも各供給チャネルに、個別に割り当てられた少なくとも１つの質量流量コントローラが備えられる。
この少なくとも１つの質量流量コントローラを用いて、個別に混合された伝熱ガスがそれぞれの供給チャネルに供給され得る。これにより、基板キャリアの前に配置された各フロー領域のためにフロー領域プレートの表面温度を個別に調整することができる。
本発明によれば、フロー領域プレートの数は基板キャリアの数と等しくなるように設けられる。フロー領域温度は受動的な調節手段、例えばスペーサによって調整されてもよい。伝熱ガスは水平ギャップに供給されてもよく、そのギャップの高さは、スペーサによって調節される。代替として伝熱媒体がフロー領域プレートと本体との間に供給されてもよい。伝熱媒体は個別の熱伝導能力を有する。フロー領域温度を上げるために、伝熱媒体をより高い熱伝導能力を備える伝熱媒体に替えてもよい。フロー領域温度を下げるために、伝熱媒体を、より低い熱伝導能力を備える他のものに替えてもよい。
水平ギャップの高さは、水平ギャップの高さを決定する様々なスペーサによって個別に調節してもよい。フロー領域プレートを本体上に直接載置し、水平ギャップがゼロとなってもよい。スペーサは、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１ｍｍなどのギャップ高を生じさせることができる。しかし、０．５ｍｍより低いギャップ高である、非常に狭い水平ギャップとすることも可能である。そうして例えば０ｍｍのギャップ高との比較で、０．７ｍｍのギャップ高は、約２０Ｋの温度差を生じる。
炭化ケイ素を堆積させるためにこの方法又は装置を使用する場合、このギャップ高の変位はドーパントレベルに５０％程度の影響を与える可能性がある。水平ギャップを通って流れる混合ガスの選択により微調整が可能である。本発明に沿って設計されたＣＶＤリアクタは、相互に同一構造となる複数のフロー領域プレートを含むことができ、その場合に個々のフロー領域プレート、特に２つの上記プレートがそれらの伝熱特性の点で相互に異なる。
少なくとも２つのフロー領域プレートがそれらの材料厚の点で又はスペーサの点で異なるように設けられてもよい。しかし本発明におけるようなフロー領域プレートは相互に独立して設計されてもよい。それにより、異なる厚みのスペーサが２つの異なるフロー領域プレートの下に配置されることで、ギャップ高が異なるように設けられる。さらに、相互に異なる伝熱特性をもつ伝熱媒体が、２つの異なるフロー領域において本体部とフロー領域プレートとの間に配置されるように設けられてもよい。
本発明における方法は、とりわけ、個々のフロー領域プレートが、他の伝熱特性をもつ他のフロー領域プレートと置き換えられてもよく、又はスペーサ若しくは伝熱部材が、堆積プロセスの前に置き換えられるように設計される。

上述した実施形態において、各基板キャリアにフロー領域温度に適合させるための受動的な方策が実行されている。本発明のさらなる側面は、能動的な温度影響要素に関する。これらの温度影響要素は、局所的に配置された加熱装置であってもよい。そのような種類のフロー領域加熱装置は、例えばレーザダイオードヒータであるレーザヒータであってよい。しかしフロー領域加熱装置は局所的な抵抗加熱器であってもよい。フロー領域加熱装置はＣＶＤリアクタのハウジング又はプロセスチャンバ天井に固定的に取り付けることができる。仮にフロー領域加熱装置がプロセスチャンバの外側でハウジングに取り付けられた場合、プロセスチャンバ天井は孔を備えてもよく、フロー領域加熱装置によって発生したレーザビームがその孔を通り、プロセスチャンバに向いて面するフロー領域プレートの表面上へ到達する。
レーザビームの衝突点は、フロー領域プレート上である。レーザビームがフロー領域プレートに衝突するその点で、その表面温度が上昇する。フロー領域加熱装置であるレーザは、制御装置によってサセプタの回転動作と同期し、レーザビームをスイッチオン及びスイッチオフすることができ、選択されたフロー領域プレートのみが部分的に加熱される。しかしながら、フロー領域プレート又はフロー領域プレートの領域が抵抗加熱器を備えていてもよい。そのような抵抗加熱器はサセプタの本体に組み込まれていてもよい。フロー領域プレートに組み込まれていてもよい。しかし抵抗加熱器はフロー領域プレートとサセプタの本体との間のギャップに配置されていてもよい。さらにフロー領域加熱装置はサセプタの下に配置されるように設けられてもよい。フロー領域加熱装置は、サセプタの下側が部分的に加熱されるように、レーザを備えていてもよい。
そのようなフロー領域加熱装置はサセプタと共に回転することができる。加熱装置は、例えば支持部材に取り付けられサセプタと共に回転する、アームの先端に配置されてもよい。基板キャリアの上流に配置されたフロー領域の温度を個別に制御するために、加熱装置は各基板キャリアにそれぞれが割り当てられていてもよい。本発明は、分離した加熱装置によって少なくともいくつかのフロー領域にそれぞれ熱が向けられる方法にも関係し、その場合これが多くの加熱装置又はただ１つの加熱装置によって実行される。
補助的な熱を各基板キャリアの上流に配置されたフロー領域に向けるように、基板キャリアにそれぞれ割り当てられた加熱装置は、好ましくは制御装置によって制御される。しかしそのような制御装置は、サセプタの回転に合わせて選択されたフロー領域に熱を供給するように、単一の加熱装置を制御することも可能である。

ＣＶＤリアクタのさらなる設計の特徴に関して、導入部で引用した特許文献１を参照されたく、その開示は本願の開示に含まれる。

本発明の方法は、特にＣＶＤリアクタ内で基板上にＳｉＣ層を堆積することに適している。しかしながら本発明はまた、ＧａＮ層、ＧａＡｓ層の堆積、ＧａＰ層又はＩＩＩ及びＶ主族のＧａ、Ｎ、Ａｓ、Ｐ、Ｉｎ又はその他の元素からの混合結晶の堆積を含む。さらに、本方法は、ＩＶ主族の元素の堆積だけでなく、ＶＩ及びＩＩ主族の元素の層の堆積をも含む。

以下にて、図を参照し、例示的実施形態に関してより詳細に本発明を説明する。
図１は、本発明に係るＭＯＣＶＤリアクタの片側断面に関する実質的に概略図である。 図２は、切断線ＩＩ－ＩＩに沿ったサセプタ２の概略平面図である。 図３は、図１の視点における第２の例示的実施形態を示す。 図４は、図２の視点におけるサセプタ２の平面図の細部である。 図５は、第３の例示的実施形態に関する図１の視点における図である。 図６は、ガスを供給するためのガス混合システムの概略図である。 図７は、本発明の第４の実施形態に関する図１の視点における図である。 図８は、本発明に係る第５の実施形態に関する図１の視点における図である。 図９は、本発明に係る第６の実施形態に関する図２の視点における図である。

図１及び図２は、ＭＯＣＶＤリアクタの説明のための基本的な構成要素を概略的に示す。図１及び図２において示された構成要素が配置されるＭＯＣＶＤリアクタのハウジングは図示していない。外部から気密にされた状態で隔離されたハウジングであり、その中に、複数のガス供給ライン、液体冷却媒体供給ライン、及びガス排出ラインが開口する。図示のないガス供給ラインは、供給ライン部５、５’をプロセスガス及びキャリアガスが貯えられる貯蔵コンテナを含むガス混合システムに接続する。
しかしながら、プロセスガス及びキャリアガスは例えば中央のガス供給装置である、ガス混合システムとは別のところに貯えられてもよい。中央のガス供給装置は供給ラインを介してガス混合システムに接続される。炭化含有ガス及びケイ素含有ガス、例えば炭化水素又はケイ素－水素化合物が、プロセスガスとして貯えられる。
代替的方法において、ドーピング材のみならず、ＡｓＨ_３、ＮＨ_３、ＰＨ_３、トリメチル－ガリウム、トリメチル－インジウム、トリメチル－アルミニウム、及びその他の水素化物又は有機金属化合物をそこに貯えることができる。これらは、バルブ及び質量流量コントローラを用いて供給ライン部５、５’を介してガス入口部材３へと供給され、プロセスガスは、相互に垂直方向となるように配置されたガス入口領域４、４’から、プロセスチャンバ１へと、相互に分離して流れる。３つ以上の供給ライン部５、５’を設けてもよい。

エネルギー供給装置は、１つ以上の加熱領域を備えかつサセプタ２の本体７へと下方から供給される熱を生じさせる加熱装置に、接続される。加熱装置６から冷却されたプロセスチャンバ天井１５への永続的な熱の流れが形成され、それにより、サセプタ２内に、垂直方向の温度勾配が生じる。

本体７は均一な角度分布で配置された多数の基板キャリア１２を支持する。基板キャリア１２は、円盤形状であり、回転軸１３を中心に回転可能である。それらはガスクッションにより支持されていてもよく、ガスクッションはまた基板キャリア１２を回転させる。それは、基板キャリア１２の下側と本体７の上側との間の水平ギャップへと供給チャネル２０を介して供給ポイント１９にて供給されるガスによって形成される。

全ての部分が黒鉛、石英、適切な金属から作製されていてもよい基板キャリア１２によって覆われていない本体７の表面領域は、プレート１０、２７によって覆われる。例示的実施形態において、半径方向外側の領域は外側プレート２７によって覆われる。

半径方向内側の領域は、複数のフロー領域プレート１０によって覆われる。例示的実施形態において、６つのフロー領域プレート１０と６つの基板キャリア１２が設けられている。これに関連して、１つのフロー領域プレート１０は個別に各基板キャリア１２に割り当てられている。このようにフロー領域プレート１０が、円盤形状のサセプタ２の各部分を全体的に覆い、そこに基板キャリア１２が配置される。基板キャリア１２と中央のガス入口部材３との間にある表面全体はフロー領域プレート１０によって占められる。フロー領域プレート１０は相互に隣接し、半径方向に延在するジョイント２２を形成する。ジョイント２２は２つの外側プレート２７の間の境界線に沿って延在してよい。ジョイント２２は２つの隣接する基板キャリア１２の間の中間スペースの中央を通過する。フロー領域プレート１２は個別に置き換えることができる。

フロー領域プレート１０及び／又は外側プレート２７の材料は、本体７を作製する材料と同一であってもよい。中央プレート８は好ましくは石英からなる。一方で環状の部材、基板キャリア１２及びフロー領域プレート１０は好ましくは黒鉛、好ましくはコーティングされた黒鉛で構成される。

フロー領域プレート１０は基板キャリア１２と隣接し、垂直方向のギャップを形成し、かつガス入口部材３に隣接して垂直方向のギャップを形成する。フロー領域プレート１０は図示されていないが導入部で引用した文献により公知であるスペーサ手段によって本体７から垂直方向に離れて維持されている。これにより、複数の部分１１、１１’からなる水平ギャップが形成される。水平ギャップ１１はガス入口部材３と直に隣接する冷却された部材及び、基板キャリア１２に直に隣接した加熱された部材を形成してもよい。

フロー領域プレート１０の下側は平らに設計されてもよい。図示しない実施形態においては、フロー領域プレート１０の下側は、段差構造を具備していてもよい。

各基板キャリア１２とガス入口部材３との間の半径方向において、供給チャネル２１を介して供給ポイント８へと供給される伝熱ガスのための少なくとも１つの供給ポイント８があってもよい。

図６は、ペアとして配置され２つのみが図示された全体で６つの質量流量コントローラ３０、３１を備えるガス混合システム２７に関する概略図である。質量流量コントローラ３０、３１によって、伝熱ガスは２つの不活性ガスから混合されてもよく、例えば窒素と水素であり、２つの不活性ガスのそれぞれは、相互に異なる特定の熱伝導能力をもつ。
質量流量コントローラ３０、３１によって個別に利用可能となる混合ガスは、全体で６つの供給チャネル２１の１つに供給される。本実施形態において、供給チャネル２１は６つのフロー領域プレート１０のそれぞれに割り当てられ、個々の基板キャリア１２に関連する個々の伝熱ガスフローは、本体部７とフロー領域プレート１０との間の水平ギャップ１１、１１’へと供給され得る。

図１に示す実施形態において、水平ギャップ１１’の一部が供給ポイント８の半径方向内側に配置され、水平ギャップ１１の一部が供給ポイント８の下流に配置される。伝熱ガスが、回転軸１７を中心にサセプタ２を回転させるために回転駆動し得る柱状の支持部材１８を通して供給されてもよい。ガスが相互に独立して供給チャネル２１へと供給されることが可能であるので、それぞれのフロー領域は個別に温度制御できる。熱伝導特性の点で相互に大きく異なる２つのガスの混合物は互いに独立して供給チャネル２１へと供給され得る。ガスが供給される水平ギャップの部分１１’の熱伝導特性は、２つのガスの混合比によって変化する。

個々のフロー領域プレート１０は異なる熱伝導率特性を有するフロー領域プレート１０に替えることができる。従って、本発明における装置は熱伝導率特性の点で相互に異なる、かつ特に異なった材料から作製されたフロー領域プレート１０を含み得る。

加えて、ガス混合システム２３は質量流量コントローラ３２を備えていてもよく、その数は基板キャリア１２の数に一致する。質量流量コントローラ３２によって利用可能となるガスは、供給ポイント１９を終端とする供給チャネル２０へと供給される。

図３及び図４に図示する実施形態において、水平ギャップ１１の高さはスペーサ２３、２４によって決まる。スペーサは、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、及び１ｍｍ、又はその倍数の高さを備えてよい。特にスペーサ２３、２４はセラミック又はその他の材料から作製されたものが使用され得る。特にフロー領域プレート１０が３つのスペーサ２３、２４によって支持されるように設けられる。スペーサ２３、２４は相互に厚みの異なったグループから選択されてもよく、その場合にスペーサ２３、２５の厚みが、０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲の等間隔の長さでそれぞれ異なることで、水平ギャップ１１の細かな段階的な高さ調節が可能となる。

異なる厚みのスペーサ２３、２４は異なる材料厚を備えるフロー領域プレート１０と組み合わせることができ、それによりプロセスチャンバ１に面するフロー領域プレート１０の上側が均一な高さで延びる。このように隣接するフロー領域プレート１０は相互に異なる材料厚及び異なる高さのスペーサ２３、２４により支持されていてもよい。

しかしながら、スペーサ２３、２４が一体的に、又は少なくとも固定的にフロー領域プレート１０の下側と接続されるようにも設けられる。この例示的実施形態において、異なる高さの水平ギャップ１１は、個々のフロー領域プレート１０を置き換えることで得ることができる。

図５で図示する実施形態において、フロー領域プレート１０の下側と本体７の上側の間の中間スペースは伝熱部材２５によって埋められている。この状況において、伝熱部材２５はフロー領域プレート１０と同じ底面形状を有し得る。ここでもまた、伝熱部材２５は相互に異なる材料厚を有しかつ相互に異なる材料厚をもつフロー領域プレート１０と組み合わせて設けることができ、それによりフロー領域プレート１０の上側が均一な高さで延びる。異なる伝熱部材２５は相互に異なる材料で作製され得る。材料はその熱伝導能力の点で異なる。このように本発明に係るＣＶＤリアクタは、異なった熱伝導能力を備える同じ構造の伝熱部材２５を含んでもよい。異なったフロー領域プレート１０が異なった特定の熱伝導能力を備えるように設けられてもよい。図５で図示される実施形態において、フロー領域プレート１０と本体７との間に伝熱ガスを供給することを必要としないこともある。

図７は本発明に係る第４の例示的実施形態を示し、プロセスチャンバに面するフロー領域プレート１０の表面を積極的に加熱することができる。レーザである加熱装置３６が設けられる。レーザ３６はＣＶＤリアクタ９のハウジングに取り付けられる。レーザ３６によって生成されるレーザビーム３８をプロセスチャンバ天井１５における孔３７を通してフロー領域プレート１０の表面上に向けることができる。フロー領域プレート１０の表面は、レーザビーム３８の衝突点で部分的に加熱される。

制御装置（図示なし）が設けられ、これによって、サセプタ２の各回転に伴って同じフロー領域プレート１０がそれぞれレーザビーム３８によって局所的に加熱されるように、レーザ３６がサセプタ２の回転運動と同期される。このようにレーザ３６は、サセプタ２の回転に合わせて制御装置によって１回又は複数回スイッチオン及びスイッチオフされる。

しかしレーザ３６をプロセスチャンバ１５に取り付けることも可能である。ここでもまたレーザビーム３８は孔３７を介してプロセスチャンバ天井１５へと到達する。レーザ３６がプロセスチャンバ天井１５の下方に取り付けられた場合には、これが不要となる。

図８に図示する例示的実施形態において、サセプタ２は局所加熱装置３６によって下方から加熱される。局所加熱装置３６は、フロー領域プレート１０の領域におけるサセプタ２の下側に、特に本体７の下側に衝突するレーザビーム３８を発生させるレーザであってもよい。この例示的実施形態において、サセプタ２に伴って回転するレーザ３６が設けられる。このために、それがサセプタ２に固定的に取り付けられてもよく、又は、図８に示すように、アーム３９を用いてシャフト１８に取り付けられてもよい。

この例示的実施形態において、複数の加熱装置３６が設けられ得る。特に１つの加熱装置３６が各基板キャリア１２にそれぞれ割り当てられる。

図９に図示される例示的実施形態において、個々の抵抗加熱器４０は複数の基板キャリア１２のそれぞれに割り当てられる。抵抗加熱器４０は各基板キャリアの上流に配置され、フロー領域プレート１０の一部であってもよい。しかしながら抵抗加熱器４０はサセプタ２の本体部７の内側に配置されてもよい。さらに抵抗加熱器４０がフロー領域プレート１０と本体部７との間に配置されることも可能である。

制御装置が設けられ、これにより、基板キャリア１２に支持される全ての基板の表面温度が実質的に同じになるように、加熱装置３６、４０を操作可能であり、加熱装置３６、４０に加熱電力を供給する。

図７から図９に図示する実施形態において、個々のフロー領域プレート１０が各基板キャリア１２に割り当てられる必要はない。これらの実施形態において、先行技術の場合のように、単一のフロー領域プレート１０が複数の基板キャリア１２に割り当てられていてもよい。

本発明に係るＣＶＤリアクタの設計に関して、又は方法に関するさらなる特徴に関して、導入部で引用した特許文献１を参照し、その開示は、特に請求項に特徴を包含させるためにも、本開示全体に含まれる。

上述は、本願の範囲全体に収まる発明の説明に資するように意図し、それは少なくとも後述の特徴の組み合わせを通して関連技術をそれぞれ独立して進展もさせ、前記特徴の組み合わせのうち、２つ、複数、又は全てもまた組み合わせ得る。

他のフロー領域プレート１０から分離されているフロー領域プレート１０が複数の基板キャリア１２のそれぞれに割り当てられていることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

フロー領域プレート１０と本体７との間に延在する水平ギャップ１１、１１’のギャップ高が調節可能であることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

ギャップ高が、相互に異なるスペーサ２３、２４によって、又はフロー領域プレート１０を他のフロー領域プレート１１と置き換えることによって、調節可能であることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

相互に熱伝導能力の異なる伝熱部材２５をフロー領域プレート１０の本体７との間に挿入できることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

少なくとも１つの供給チャネル２０、２１が本体７とフロー領域プレート１０との間の水平ギャップ１１、１１’へと開口し、それを通してガス混合装置によって供給される伝熱ガスが水平ギャップ１１、１１’へと供給され得ることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

少なくとも１つの供給チャネル２０、２１が流れ方向において各基板の前で終端し、かつ相互に異なる熱伝導能力をもつ２つのガスからなる伝熱ガスの個々の混合物がこれらの供給チャネル２０、２１のそれぞれに供給されることができ、この目的のために、各供給チャネル２０、２１が伝熱ガスの質量流量を制御するために少なくとも１つの質量流量コントローラ３１、３２を備えることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

フロー領域プレート１０がガス入口部材３の周りに環状に配置され、かつ基板キャリア１２がそれぞれフロー領域プレート１０の半径方向外側に配置され、流れ方向が半径方向であり、かつガス出口２６が基板キャリア１２の半径方向外側に配置されていることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

他のフロー領域プレート１０と分離したフロー領域プレート１０が複数の基板キャリア１２のそれぞれに割り当てられていることを特徴とする方法。

請求項１～７に記載のＣＶＤリアクタを用いて、フロー領域温度が適切なスペーサ２３、２４、適切なフロー領域プレート１０、適切な伝熱部材、及び／又は適切な伝熱ガス、の選択によって調整されることを特徴とする方法。

フロー領域を個別に加熱可能であることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

分離された加熱装置３６、４０によって、熱がフロー領域のうちの少なくともいくつかに個別に向けられることを特徴とする方法。

フロー領域がフロー領域加熱装置によって加熱可能であり、その場合にフロー領域加熱装置がレーザ３６又は抵抗加熱器４０であってもよいことを特徴とするＣＶＤリアクタ又は方法。

フロー領域加熱装置３６がＣＶＤリアクタ９のハウジング又はプロセスチャンバ天井１５に固定的に配置されていること、及び／又は、フロー領域加熱装置３６が一体的に回転する態様でサセプタ２に接続されていること及び／又はサセプタ７の下方に取り付けられていることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

開示された全ての特徴は、（それ自体のために、また互いに組み合わされて）本発明に不可欠である。ここでの出願の開示は、関連する／添付された優先権書類（写し及び先の出願）の開示内容をその内容全体に含み、それはこれらの書類の特徴を本願の請求項に組み込む目的でもある。従属請求項は、特にこれらの請求項に基づいて分割出願を行うために、引用される請求項の特徴がなくても、先行技術の独立した発明性のあるさらなる発展を特徴とする。各請求項で特定された発明は、前述の説明で特定された、特に参照符号が付与された、及び／又は符号の説明で特定された、１つ以上の機能を追加で有することができる。本発明はまた、特に、それらがそれぞれの使用目的に明らかに不要であるか、又は技術的に同じ効果を有する他の手段で置き換えることができる限り、前述の説明で述べた特徴の個々のものが実装されない実施形態に関する。

１ プロセスチャンバ
２ サセプタ
３ ガス入口部材
４ ガス入口領域
４’ガス入口領域
５ 供給ライン部
６ 加熱装置
７ 本体
８ 供給ポイント
９ ＣＶＤリアクタ
１０ フロー領域プレート
１１ 水平ギャップ
１１’水平ギャップ
１２ 基板キャリア
１３ 回転軸
１４ 基板
１５ プロセスチャンバ天井
１６ 冷却チャネル
１７ 回転軸
１８ 支持部材
１９ 供給ポイント
２０ 供給チャネル
２１ 供給チャネル
２２ ジョイント
２３ スペーサ
２４ スペーサ
２５ 伝熱部材
２６ ガス出口
２７ ガス混合システム
２８ 質量流量コントローラ
２９ 質量流量コントローラ
３０ 質量流量コントローラ
３１ 質量流量コントローラ
３２ 質量流量コントローラ
３３ 調節装置
３５ ガス源
３６ レーザ加熱素子
３７ 孔
３８ レーザビーム
３９ アーム
４０ 抵抗加熱器

加えて、ガス混合システム２７は質量流量コントローラ３２を備えていてもよく、その数は基板キャリア１２の数に一致する。質量流量コントローラ３２によって利用可能となるガスは、供給ポイント１９を終端とする供給チャネル２０へと供給される。

図３及び図４に図示する実施形態において、水平ギャップ１１の高さはスペーサ２３、２４によって決まる。スペーサは、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、及び１ｍｍ、又はその倍数の高さを備えてよい。特にスペーサ２３、２４はセラミック又はその他の材料から作製されたものが使用され得る。特にフロー領域プレート１０が３つのスペーサ２３、２４によって支持されるように設けられる。スペーサ２３、２４は相互に厚みの異なったグループから選択されてもよく、その場合にスペーサ２３、２４の厚みが、０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲の等間隔の長さでそれぞれ異なることで、水平ギャップ１１の細かな段階的な高さ調節が可能となる。

ギャップ高が、相互に異なるスペーサ２３、２４によって、又はフロー領域プレート１０を他のフロー領域プレート１０と置き換えることによって、調節可能であることを特徴とするＣＶＤリアクタ。

Claims (15)

1. ＣＶＤリアクタであって、
   リアクタハウジングに配置され、プロセスチャンバ（１）の床面を形成するサセプタ（２）と、
   少なくとも１つのガス入口領域（４、４’）を備えたガス入口部材（３）と、
   前記サセプタ（２）の下方に配置され本体（７）とプロセスチャンバ天井（１５）との間の温度差を生じさせるための加熱装置（６）と、
   前記ガス入口部材（３）から流れ方向に離間して位置しかつコーティングされる基板（１４）をそれぞれで収容するための複数の基板キャリア（１２）と、
   前記ガス入口部材（３）と前記基板キャリア（１２）との間に配置された複数のフロー領域プレート（１０）と、を有し、
   前記プロセスチャンバ（１）に面する前記フロー領域プレート（１０）の各表面のフロー領域温度が伝熱媒体（１１）の選択又は調節によって調整可能であり、
   複数の前記基板キャリア（１２）の流れ方向における上流に配置された前記伝熱媒体（１１）が相互に独立してそれぞれが調節可能である、前記ＣＶＤリアクタにおいて、
   他の前記フロー領域プレート（１０）のそれぞれから分離した１つの前記フロー領域プレート（１０）が、複数の前記基板キャリア（１２）のそれぞれに割り当てられていること、を特徴とするＣＶＤリアクタ。
2. 前記フロー領域プレート（１０）と前記本体（７）との間に延在する水平ギャップ（１１、１１’）のギャップ高が調節可能であることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤリアクタ。
3. 前記ギャップ高が、相互に異なるスペーサ（２３、２４）によって又はフロー領域プレート（１０）を他の１つのフロー領域プレート（１１）と取り替えることによって、調節可能であることを特徴とする請求項２に記載のＣＶＤリアクタ。
4. 交換可能な伝熱部材（２５）が本体（７）とフロー領域プレート（１０）との間に配置されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のＣＶＤリアクタ。
5. 少なくとも１つの供給チャネル（２１）が、本体（７）とフロー領域プレート（１０）との間の水平ギャップ（１１、１１’）へと開口し、それによってガス混合装置によって供給される伝熱ガスが前記水平ギャップ（１１、１１’）へと供給され得ることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のＣＶＤリアクタ。
6. 少なくとも１つの供給チャネル（２１）が、流れ方向において各基板キャリア（１２）の前方に開口し、かつ相互に異なる熱伝導能力を備える２つのガスからなる伝熱ガスの個々の混合物をこれらの各供給チャネル（２１）に供給でき、このために各供給チャネル（２１）は、伝熱ガスの質量流量を制御するための少なくとも１つの質量流量コントローラ（３１、３２）を備えていることを特徴とする請求項４に記載のＣＶＤリアクタ。
7. 前記フロー領域プレート（１０）が前記ガス入口部材（３）の周りに環状に配置されていること、
   前記基板キャリア（１２）が各前記フロー領域プレート（１０）の半径方向外側に配置されていること、
   前記流れ方向が半径方向であること、及び、
   ガス出口（２６）が前記基板キャリア（１２）の半径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のＣＶＤリアクタ。
8. 相互に異なる熱伝導能力を備えるフロー領域プレート（１１）、相互に異なる厚さを備えるスペーサ（２３、２４）、又は相互に異なる熱伝導能力を備える伝熱部材（２５）が相互に異なる２つのフロー領域に配置されていることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のＣＶＤリアクタ。
9. ＣＶＤリアクタにおける基板（１４）上で、特にドープ層、特にＳｉＣ層を堆積させる方法であって、
   プロセスガスがガス入口部材（３）に供給されて前記ガス入口部材（３）のガス入口領域（４、４’）からプロセスチャンバ（１）へと入り、前記プロセスチャンバ（１）の床面がサセプタ（２）によって形成され、前記サセプタ（２）がプロセスチャンバ天井（１５）と前記サセプタ（２）との間で温度差が生じるように前記サセプタ（２）の下方に配置された加熱装置（６）によって加熱され、
   前記プロセスガスが、基板キャリア（１２）上で支持された前記基板（１４）に向かう流れ方向に流れ、ガス入口部材（３）と基板キャリア（１２）との間の前記プロセスチャンバ（１）のフロー領域においてフロー領域プレート（１０）上で事前に分解され、分解生成物が層を形成し、
   １つの前記基板キャリア（１２）の前記流れ方向におけるすぐ上流に配置された前記プロセスチャンバ（１）に面した各前記フロー領域プレート（１０）の表面のフロー領域温度が、伝熱媒体（１１）の選択又は調節によって調整される、前記方法において、
   他の各フロー領域プレート（１０）から分離した１つのフロー領域プレート（１０）が複数の前記基板キャリア（１２）のそれぞれに割り当てられていることを特徴とする方法。
10. 請求項１～７のいずれかに記載のＣＶＤリアクタが使用され、かつフロー領域温度が適切なスペーサ（２３、２４）、適切なフロー領域プレート（１０）、適切な伝熱部材、及び／又は適切な伝熱ガス、の選択によって調整されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. ＣＶＤリアクタであって、
    リアクタハウジングに配置され、プロセスチャンバ（１）の床面を形成するサセプタ（２）と、
    少なくとも１つのガス入口領域（４、４’）を備えたガス入口部材（３）と、
    本体（７）とプロセスチャンバ天井（１５）との間に温度差を生じるために、前記サセプタ（２）の下方に配置された加熱装置（６）と、
    ガス入口部材（３）から流れ方向に離間して配置されかつコーティングされる基板（１４）をそれぞれで収容するための、複数の基板キャリア（１２）と、
    前記ガス入口部材（３）と前記基板キャリア（１２）との間に配置された複数のフロー領域プレート（１０）と、を有し、
    前記プロセスチャンバ（１）に面する各前記フロー領域プレート（１０）の表面のフロー領域温度が相互に独立して調整可能な、前記ＣＶＤリアクタにおいて、
    フロー領域が個別に加熱可能であることを特徴とするＣＶＤリアクタ。
12. ＣＶＤリアクタにおける基板（１４）上で、特にドープ層、特にＳｉＣ層を堆積させる方法であって、
    プロセスガスが、ガス入口部材（３）に供給され、前記ガス入口部材（３）のガス入口領域（４、４’）からプロセスチャンバ（１）へと入り、前記プロセスチャンバ（１）の床面がサセプタ（２）によって形成され、前記サセプタ（２）がプロセスチャンバ天井（１５）とサセプタ（２）との間で温度差が生じるように前記サセプタ（２）の下方に配置された加熱装置（６）によって加熱され、
    前記プロセスガスが、基板キャリア（１２）上で支持された前記基板（１４）に向かう流れ方向に流れ、前記ガス入口部材（３）と前記基板キャリア（１２）との間の前記プロセスチャンバ（１）のフロー領域においてフロー領域プレート（１０）上で事前に分解され、分解生成物が層を形成し、
    前記プロセスチャンバ（１）に面した各前記基板キャリア（１２）の流れ方向における上流にそれぞれ配置された前記フロー領域の表面のフロー領域温度が調整される、前記方法において、
    分離した加熱装置（３６、４０）によって少なくともいくつかの前記フロー領域に個別に熱が移動させられることを特徴とする方法。
13. 前記フロー領域がフロー領域加熱装置によって加熱可能であり、前記フロー領域加熱装置がレーザ（３６）又は抵抗加熱器（４０）を含むことを特徴とする請求項１１に記載のＣＶＤリアクタ又は請求項１２に記載の方法。
14. 前記フロー領域加熱装置（３６）がＣＶＤリアクタ（９）のハウジング上に、又は前記プロセスチャンバ天井（１５）上に配置されていること、及び／又は、前記フロー領域加熱装置（３６）が一体的に回転する態様で前記サセプタ（２）に接続されていること及び／又は前記サセプタ（７）の下方に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載のＣＶＤリアクタ又は請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 請求項１～１４のいずれかに記載によって特徴づけられた特徴の１つ以上によって特徴づけられたＣＶＤリアクタ又は方法。
    
    

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