NL8401408A - Inrichting voor het uitstoken van diodes, halfgeleiderplaatjes van silicium of germanium en dergelijke. - Google Patents

Description

*» Λ - 1 - *

Inrichting voor het uitstoken van diodes, halfgeleiderplaatjes van silicium of germanium en dergelijke.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting 5 voor het uitstoken van diodes, halfgeleiderplaatjes van silicium of germanium en dergelijke om een geregelde diffusie te leveren of het doteren van de plaatjes.

De Amerikaanse octrooischriften 3.183.130 en 3.951.587 beschrijven ieder een inrichting voor het uitstoken 10 van halfgeleiderplaatjes die eerst opgesloten zijn binnen een kamer die aangebracht is over een stapel van de plaatjes die behandeld moeten worden. De plaatjes zijn op passende wijze voorbereid voor uitstoken en dan wordt de diffusie omsluiting of huis aangebracht over de stapel met de waarschijnlijkheid 15 dat het huis en de plaatjesondersteuning tezamen gewreven worden wanneer de tussenpassing voltooid is. De mogelijkheid bestaat dat wanneer de vaste delen van het huis en de plaatjes-ondersteuning met elkaar in contact komen een of meer deeltjes stof of andere verontreinigingen vrijgewreven zullen worden van 20 het ene element of het andere om verspreid te worden in de atmosfeer binnen het huis om mogelijk in direkt contact te komen met het oppervlak van een of meer van de plaatjes. Wanneer een ongewenste verontreiniging in contact is met een plaatje wanneer het uitgestookt is dan kan het een ongewenste diffusie leveren 25 van deze verontreiniging in het uiteindelijke produkt. De aanwezigheid van ongewenste verontreinigingen in een uitgestookt plaatje is gewoonlijk schadelijk voor de prestatie van het plaatje en is de oorzaak voor zijn uitval.

De Amerikaanse octrooischriften 3.570.827 en 30 3.705.714 tonen door een wiel ondersteunde dragers voor plaatjes die uitgestookt moeten worden en die aangepast zijn om rechtstreëcs in een uitstookkamer geduwd te worden. Ieder halfgeleiderprodukt dat uitgestookt moet worden en dat blootgelegd is op het bovenoppervlak van een van de dragers van deze constructies loopt het 35 8401408 V* ·** * - 2 - gevaar blootgesteld te worden aan deeltjes, van verontreinigingen die in de atmosfeer zweven van de uitstookkamer door de werking van de rollende wielen die de drager ondersteunen welke beweegt over de vloer van de oven. Een dergelijke mogelijke verspreiding 5 van verontreinigingen in de atmosfeer en ook de oppervlakken van een produkt dat uitgestookt wordt kunnen een ongewenste uitstoting veroorzaken van een op onjuiste wijze gedoteerd produkt.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.811.829 be-10 schrijft een typische uitstookcyclus voor het leveren van halfgeleiders van het soort waarop de uitvinding betrekking heeft maar bevat geen beschrijving hoe de kom voor het ondersteunen van de plaatjes geconstrueerd is noch is er enige beschrijving van een laadwerkwi j ze voor het af geven van een kom die het 15 geladen plaatje draagt in een kamer die uitgestookt moet worden.

Volgens de uitvinding wordt een inrichting geleverd voor het uitstoken van halfgeleiderelementen en dergelijke met verwarmingsmiddelen voor het uitstoken van de elementen en een diffusiekamer voor het opsluiten van de elementen die uit-20 gestookt moeten worden waarin de diffusiekamer een vat is dat bepaald wordt door een wand met een open einde voor het opnemen van de elementen die uitgestookt moeten worden waarbij het ver-warmingsorgaan samenwerkt met de kamer voor het verhitten van de halfgeleiderelementen die opgesteld zijn in de kamer op hun 25 uitstooktemperatuur, een transportinrichting voor het dragen van de halfgeleiderelementen en een aandrijfinrichting voor het ondersteunen van de transportinrichting waarbij de transportinrichting bevestigd is op de aandrijfinrichting om daarvan uit te steken als een vrijdragende balk waarbij het vrije einde van 30 de vrijdragende balk gelegen is tegenover het open einde van het vat en de transportinrichting van de elementen die uitgestookt moeten worden en die daarop gedragen worden zodanig geconstrueerd zijn dat het vrije einde van de transportinrichting heen kan gaan door het open einde om de elementen op de transport-35 inrichting die uitgestookt moet worden te plaatsen in het vat 8401408 - 3 - ΐ zonder dat enig deel van de transportinrichting op de daardoor gedragen elementen in contact komen met de wand die het vat bepaalt en waarbij de transportinrichting elementen ondersteunt terwijl zij uitgestookt worden en waarbij hetzij de aandrijfin-5 richting en de transportinrichting of de diffusiekamer en het verwarmingsorgaan beweegbaar zijn om de elementen op de transportinrichting te plaatsen die uitgestookt moet worden in het vat.

De hier getoonde inrichting is ontworpen om een 10 aantal plaatjes te ondersteunen zoals siliciumplaatjes of dergelijke of middelen om de plaatjes te dragen in een diffusiekamer om onderworpen te worden aan een bepaalde atmosfeer en uitgestookt op een wijze om, voor zover mogelijk de vorming en/of het in beweging brengen van verontreinigingen minimaal te maken.

15 Het is een doel van de uitvinding om een inrichting te leveren waarin de atmosfeer waarin de uitstookkamer gehandhaafd wordt in een zo zuiver mogelijke toestand waarbij een volmaaktere, niet verontreinigde diffusie van het doteringsmiddel of -middelen in de individuele plaatjes bewerkstelligd kan worden.

20 Meer in het bijzonder is het draagorgaan of de transportinrichting die hier aangegeven is voor het ondersteunen van het produkt dat gedoteerd moet worden ontworpen om bevestigd te worden als een vrijdragende balk van een beweegbare aandrijfinrichting waardoor het mogelijk wordt dat 25 de draaginrichting met het einde ingestoken wordt in het uitstook-en diffusiegebied. Het insteken van een orgaan dat het plaatje draagt in een uitstookgebied wordt verkregen zonder dat er enig wrijvend of rollend contact is tussen de plaatjestransportinrichting en de wand of de vloer van de uitstookkamer waardoor 30 alle mogelijkheden geelimineerd zijn voor het vormen en/of aanbrengen van enige niet waarneembare deeltjes van verontreinigingen die anders gevormd zouden kunnen worden en/of in beweging gebracht en verspreid in de atmosfeer binnen de uitstookkamer.

Door het elimineren van de noodzaak dat er een wrijvend of rollend 35 contact is tussen de plaatjesdrager en de wand van de diffusie- 8401408 0 - k - kamer kan een volmaakter uitstoken van de plaatjes uitgevoerd worden terwijl op hetzelfde ogenblik de constructie van de oven vereenvoudigd wordt.

De zogenaamde aandrijfinrichting voor het draag-5 orgaan kan verschuifbaar bevestigd zijn op een vaste onder- steuning met de oven in een vast verband daarmee om het insteken en verwijderen van het draagorgaan in het uitstookgebied mogelijk te maken, vrij van contact met de wanden van het laatstgenoemde. Alternatief kan de aandrijfinrichting een inrichting op wielen 10 zijn bij voorkeur in een stel banen of kogelblokgeleidingen die het mogelijk zouden maken dat het draagorgaan bevestigd is aan de inrichting op wielen of de aandrijf inrichting in en uit de oven gerold wordt. In nog een verdere variant kunnen de aandrijf-inrichting en het draagorgaan permanent en stijf bevestigd zijn 15 aan elkaar en op hun beurt permanent en stijf bevestigd zijn aan een ondersteuning waarbij de oven beweegbaar bevestigd is.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening worden toegelicht.

Figuur 1 toont een opengesneden vertikale door-20 snede door het plaatjestransportorgaan, de diffusiekamer en de ovencombinatie volgens de uitvinding.

Figuur 2 is een aanzicht volgens de lijn II-II

uit figuur 1.

Het uitstoken van halfgeleiderelementen zoals 25 germaniumkristallen, siliciumchips, diodes en dergelijke om het doteren ervan te bewerkstelligen wordt conventioneel verkregen zoals aangegeven in verschillende van de hierboven genoemde octrooischriften» Een reeks plaatjes of chips die gedoteerd moeten worden zijn ondersteund op of worden gedragen op een orgaan dat 30 bevestigd is op een aandrijfinrichting of transportinrichting om in de lengterichting bewogen te worden in een langwerpig ovenkamer. De diffusiekamer is gelegen binnen een oven die van het soort kan zijn met verwarming door een weerstand om de temperatuur van het produkt dat uitstookt moet worden te doen 35 stijgen tot het gewenste gebied zodat een doteringsmiddel in het 8401408 - 5 - produkt geïntroduceerd kan worden en dan nadat een geschikte diffusie voltooid is de plaatjes of chips teruggetrokken worden uit de oven en afgekoeld.

Bij de inrichting volgens de uitvinding wordt 5 een kom 10 waarin een aantal plaatjes 12 evenwijdig opgestapeld zijn gedragen op een transportinrichting 14. De transportinrichting bevat een stijf langwerpig lichaam dat geconstrueerd is om met het einde in de diffusiekamer 16 bewogen te worden binnen het diffusievat 18 zonder dat enig deel van de transportinrichting 10 of de kom of het plaatje in contact komen met de wand die de kamer 16 bepaalt. Zoals het beste te zien is in figuur 2 heeft de transportinrichting bij voorkeur een ronde bodem 20 die een afstand heeft tot en praktisch concentrisch is met de wand 22 die de kamer 16 bepaalt en waarbij de transportinrichting een 15 concaaf bovenoppervlak 24 heeft voor een ondersteuningskom of kom 10 en de plaatjes in de kommen zo opgesteld zijn dat de plaatjes een afstand hebben ten opzichte van de wanden van de kamer. Een transportinrichting met een dergelijk ontwerp kan gemaakt zijn uit een niet poreus inert vuurvast materiaal zoals 20 bijvoorbeeld siliciumcarbide of siliciumnitridemateriaal, zoals welbekend is, en waarbij de transportinrichting een gladde constructie heeft die makkelijk gereinigd kan worden en gewassen met zuur om oppervlakteverontreinigingen te elimineren.

Het vat 18 is voorzien van een invoer 26 om 25 een gasachtige atmosfeer in de kamer 16 aan te brengen door de uitstookwerkwijze zoals aangegeven in het octrooischrift 3.183.130 bijvoorbeeld en heeft een open einde 28 waardoorheen de transportinrichting 14 en zijn komlading met plaatjes in de lengterichting afgegeven kan worden aan de kamer 16. Om de transportinrichting 30 in de kamer te bewegen wordt hij ondersteund door een in de lengterichting beweegbaar aandrijforgaan 30 op een vaste manier zo dat de transportinrichting 14 in feite een vrijdragende balk vormt. Wanneer de aandrijfinrichting naar de diffusiekamer 16 bewogen wordt beweegt het vrije balkeinde van de vrijdragende 35 transportinrichting in de lengterichting in het open einde 28 van 8401408 - 6 - de kamer en gaat door om in de lengterichting te bewegen in het vat 18 om de geladen kom of kommen 10 in de diffusiekamer te dragen zonder dat enig deel van de transportinrichting of de plaatjes in de kom die daarop gedragen worden in contact komen 5 met de wand 22 van de kamer 16, Wanneer het vrije einde van de transportinrichting naar binnen toe bewogen is tot nabij, maar niet in een aanrakende stand naast de invoer 26 wordt een deksel 32 dat een geheel vormt met de transportinrichting op zijn plaats bewogen om het open einde 28 van de kamer 16 af te 10 sluiten. Men kan zien dat de transportinrichting 14 en zijn kom-lading met plaatjes dus geheel opgesteld is binnen de diffusiekamer waarbij de plaatjes opgesteld zijn binnen de diffusie-kamer op de vrijdragende balktransportinrichting 14 zonder dat er enige mogelijkheid is van een onterechte beweging zoals anders 15 zou kunnen ontstaat door een rollend of wrijvend contact van de transportinrichting en zijn komlading met plaatjes met de inrichting wanneer de transportinrichting in de kamer bewogen wordt.

Nadat de diffusiekamer 16 geladen is kan zoals bekend de doteringswerkwijze uitgevoerd worden waarbij vermogen 20 toegevoerd wordt aan het induktieverwarmingsorgaan 34 om de plaatjes op de gewenste uitstoottemperatuur te brengen. Een gasachtige component kan door de ingangsopening 26 geblazen worden door de kamer 16 en naar de afvoer 36 om de atmosfeer binnen de kamer te regelen en alle gasvormige verontreinigingen te elimineren en een 25 doteringsmiddel indien gewenst aan te brengen waarbij de overmaat gas doorgaat om uit de kamer 16 te stromen door de uitgang 36 in deksel 32 aan het einde 28 van het vat 18. Nadat de uitstook-cyclus voltooid is worden de plaatjes teruggetrokken uit de kamer .V en afgekoeld.

30 Zoals bekend kunnen de kom 10, het vat 18, de transportinrichting 14 en andere elementen van deze oven gemaakt zijn uit niet poreus gerekristalliseerd siliciumcarbide geïmpregneerd met silicium, of siliciumnitride op ieder ander inert vuurvast materiaal van hoge temperatuur dat niet zal krimpen, inzakken 35 of vervormen bij gebruik en dat in staat is om de thermische stoot 8401408 * -ίΓ -« - 7 - te weerstaan die gevormd wordt door het insteken en het verwijderen uit de oven.

De constructie van de aandrijfinrichting 30 is niet kritisch daar dit deel van de inrichting in een omgeving 5 met kamertemperatuur ligt. De aandrijfinrichting behoeft alleen een aangedreven element te zijn met een nauwkeurig geregelde bewegingsweg en de vrijdragende balktransportinrichting 14 te ondersteunen en te richten naar de kamer 16 zonder enige afwijking van een ontworpen weg, om te verzekeren dat noch 10 de transportinrichting noch zijn lading enig contact heeft met de wand 22 van de kamer 16 gedurende het laden of de uitstook-stappen.

15 8401408

Claims (11)

1. Inrichting voor het uitstoken van halfgeleiderelementen en dergelijke met een verwarmingsorgaan voor uitstoken van de elementen en een diffusiekamer voor opsluiten van de elementen die uitgestookt moeten worden, met het kenmerk, dat de diffusie-5 kamer een vat bevat bepaald door een wand met een open einde voor het opnemen van de elementen die uitgestookt moeten worden en waarbij het verwarmingsorgaan samenwerkt met de kamer voor het verwarmen van de halfgeleiderelementen die opgesteld zijn in de kamer tot hun uitstooktemperatuur, een transportinrichting 10 voor het dragen van de halfgeleiderelementen en een aandrijf-inrichting voor het ondersteunen van de transportinrichting, waarbij de transportinrichting bevestigd is op de aandrijfinrichting om daarvan uit te steken zoals een vrijdragende balk waarbij het vrije einde van de vrijdragende balk aangebracht is tegen-15 over het open einde van het vat en de transportinrichting en de elementen die uitgestookt moeten worden en die daardoor gedragen worden zodanig geconstrueerd zijn dat het vrije einde van de transportinrichting heen kan gaan door het open einde om de elementen op de transportinrichting die uitgestookt moeten 20 worden te plaatsen binnen het vat zonder dat een deel van de transportinrichting of de daardoor gedragen elementen in contact komen met de wand die het vat bepaalt en waarbij de transportinrichting de elementen ondersteunt terwijl zij uitgestookt worden, en waarbij hetzij de aandrijfinrichting en de transport-25 inrichting of de diffusiekamer en het verwarmingsorgaan beweegbaar zijn om de elementen op de transportinrichting die uitgestookt moeten worden te plaatsen binnen het vat.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de transportinrichting beweegbaar is naar een weg van de open 30 invoer van de kamer en de transportinrichting bewogen kan worden in en blijven in het vat.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 8401408 « - 9 - * dat de transportinrichting gericht is naar het open einde van de kamer en het verwarmingsorgaan en de diffusiekamer bewogen kunnen worden ten opzichte van de transportinrichting.

4. Inrichting volgens een van de voorgaande 5 conclusies, met het kenmerk, dat het vat langwerpig is en de transportinrichting een even langwerpige inrichting is waarbij de elementen op de transportinrichting geplaatst kunnen worden over de lengte van het vat.

5. Inrichting volgens een van de voorgaande 10 conclusies, met het kenmerk, dat de transportinrichting een kom draagt die geladen is met de elementen die uitgestookt moeten worden.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de kom langwerpig is.

7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk,dat het vat een invoerdoorgang heeft en middelen om een gasvormige stroming toe te voeren aan de invoerdoorgang om te circuleren door het vat naar het open einde.

8. Inrichting volgens een van de voorgaande 20 conclusies, met het kenmerk, dat de transportinrichting een deksel bevat voor het bedekken van het open einde van het vat waarbij het deksel een uitgangsdoorgang heeft om circulatie toe te staan van de gasvormige stroming vanuit het inwendige van het vat.

9. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aandrijfinrichting verschuifbaar bevestigd is op een ondersteuning.

10. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aandrijfinrichting een in- 30 richting met wielen is.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de inrichting op wielen loopt in een stel legergeleiders. 8401408 35