Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wytwarzania materialu pólprzewodnikowego, skladajace sie z plyt albo z plyty podstawy uksztaltowanej w postaci talerza, z dzwona nasadzonego na plyte, uszczelnionego gazoszczelnie, wykonanego z kwarcu, szkla, rotosilu albo ze stali posiadajacego odpowiednie otwory do doprowa¬ dzania i odprowadzania gazu reakcyjnego, jak równiez uchwyty elementów nosnych.Znane jest na przyklad z opisu patentowego RFN nr 1198787, urzadzenie sluzace do wytwarzania pretów krzemowych. Elementy nosne stanowia dwa równolegle, pionowo zamocowane prety krzemowe, które na swoich dolnych koncach osadzone sa na elektrodach i utrzymywane w plycie podstawy, zas na swoich górnych koncach polaczone sa ze soba za pomoca mostka krzemowego tak, ze doprowadzany przez elektrody elektryczny prad zarzenia, przeplywa przez obydwa prety krzemowe i rozgrzewa je do temperatury wydzielania krzemu.Podkladka plyty albo plyt uksztaltowanych w postaci talerza sklada sie z odpornego na zmiany temperatury metalu np. srebra i jest na powierzchni górnej ograniczonej komora reakcyjna, pokryta plyta krzemowa/Obydwie elektrody przeprowadzone przez podkladke sa wzgledem siebie odizolowane elektrycznie i uszczelnione gazoszczelnie. Prócz tego obok nich sa przewidziane otwory do doprowadzania i odprowadzania gazu reakcyjne¬ go. Zamiast elementów nosnych w postaci pretów moga byc zastosowane elementy nosne w postaci rurek, zwlaszcza grafitowe elementy nosne, które w podobny sposób jak elementy nosne w postaci pretów sa wykorzy¬ stywane w ukladzie wedlug opisu patentowego RFN nr 1198787 i przez które przeplywa prad zarzenia. Taki uklad sluzy do wytwarzania rurek z krzemu.Moga tez byc uzyte, jako elementy nosne, podkladki pólprzewodnikowe, które spoczywaja na zamocowa¬ nej do plyty podstawy elektrycznie nagrzewanej podkladce, która albo na drodze indukcji albo za pomoca ogrzewania oporowego zostaje doprowadzona do odpowiedniej temperatury wydzielania krzemu.Osadzony na podkladce za posrednictwem pierscienia wykonany z elastycznego materialu, uszczelniony gazoszczelnie kwarcowy dzwon jest zwykle zaopatrzony w kolnierz na obrzezu, za pomoca którego dzwon jest sztywno zamocowany na podkladce miedzy wystepami uszczelki. Do tego celu uzyte sa elementy dociskowe, uchwyty i elementy do mocowania, które sa za pomoca np. srub, zamocowane do podkladki.Podkladka sklada sie z plytki srebrnej albo ze srebrnego talerza, na którym dzwon kwarcowy z kolnie-2 115 365 rzem jest szczelnie zamocowany za pomoca srodka uszczelniajacego. Do uszczelnienia jest uzywany np. utwardza¬ ny przy wysokich temperaturach kit uszczelniajacy albo uszczelki pierscieniowe. Sila nacisku jest wywierana mechanicznie, bezposrednio na kolnierz albo na górna czesc dzwonu kwarcowego.Znane jest równiez wykonanie dzwonu ze stali i znane jest tez z opisu patentowego RFN DOS nr 2324365 rozwiazanie, w którym dzwon kwarcowy albo dzwon rotosilowy usytuowany jest w stalowym pojemniku cisnie¬ niowym, a komora miedzy pojemnikiem cisnieniowym i dzwonem kwarcowym podczas procesu wydzielania krzemu jest wypelniona gazem pod cisnieniem. Zewnetrzna powierzchnia dzwonu kwarcowego jest pod dziala¬ niem gazu o cisnieniu wyzszym od cisnienia atmosferycznego tak, ze podczas procesu wydzielania krzemu, sily wywierane przez jego wlasny ciezar i sily wywierane cisnieniem gazu powoduja docisk, dzieki szczelnosci gazoszczelnej uszczelki.Niezaleznie od tego z jakiego materialu wykonany jst dzwon (kwarc, rotosil albo stal) i niezaleznie od tego rczy na kwarcowym czy rotosilowym dzwonie i znajduje sie jeszcze pojemnik stalowy o okreslonej sile nacisku, w kazdym przypadku musi byc wykonany wziernik, przez który obserwowany jest przebieg procesu wydzielania i ewentualnie przez który musi byc mierzona temperatura.Wykonanie wziernika w dzwonie kwarcowym jest kosztowne. Poniewaz dzwon ma zaokraglenia, to wystepuja trudnosci wykonania okienek o sciankach równoleglych, co wywoluje optyczne znieksztalcenia.Stanowi to szczególnie duza wade, jezeli przez wziernik dokonuje sie pomiarów, np. temperatury.Aby wyelimi¬ nowac te wade wziernik zostal wykonany w plycie podstawy. Nie przynioslo to zadanego skutku, poniewaz niezaleznie od miejsca, w którym jest usytuowany wziernik, okienko wziernika w zaleznosci od temperatury okienka i od temperatury sciany reaktora podczas procesu wydzielania zawsze jest mniej lub bardziej zamglone i/albo czesciowo nieprzejrzyste. Dokladne pomiary sa trudne do wykonania a wartosc mierzonej temperatury jest obarczona bledem wynoszacym ±50°C.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urzadzenia do wytwarzania materialu pólprzewodnikowe¬ go, który nie ma tych niedogodnosci.Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze w plycie podstawy jest usytuowany otwór, w którym osadzony jest tubus, wprowadzony do wnetrza komory reakcyjnej, posiadajacy okienko wziernika. Korzystnie tubus wykonany jest z kwarcu, przy czym okienko wziernika jest wykonane równiez z kwarcu i wtopione w tubus jako gazoszczelna równolegla tarcza. Okienko wziernika jest usytuowane w pewnej odleglosci od krawedzi tubusa wprowadzonego do wewnatrz komory reakcji, dla unikniecia zamglenia okienka obserwacyjne¬ go. Tubus moze byc równiez wykonany ze stali stopowej, materialów ceramicznych, z rotosilu albo z innego materialu.Korzystnie na przedluzeniu osi tubusa poza komora reakcji — zamocowane jest wychylnie zwierciadlo i nastawiane tak, ze pret pólprzewodnika jest obserwowany korzystnie w górnej czesci elementu nosnego, w ksztalcie litery U. Jezeli maja byc przeprowadzone pomiary temperatury, to czujnik temperatury moze stano¬ wic korzystnie promienioczuly pirometr, którym za pomoca zamocowanego wychylnie zwierciadla, spoza pojemnika reakcyjnego, mierzy sie temperature górnej powierzchni preta pólprzewodnikowego poprzez okienko wziernika. Podczas trwania procesu, temperatura i jej dokladny pomiar jest najwazniejsza wielkoscia, przy czym wszystkie pozostale parametry wydzielania, jak prad zasilania, czestotliwosc, zmiana czestotliwosci, stosunek molowy, natezenie przeplywu pradu itd., okresla i ustala jej prawidlowo odczytana wartosc.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do wytwarzania materialu pólprzewodnikowego na rozgrzanym korpusie pólprzewodni¬ kowym, w przekroju, fig. 2 — tubus urzadzenia z fig. 1 w przekroju.Podkladka stanowi srebrna plyte 1 zaopatrzona w otwory przelotowe. Zuzyty gaz z komory reakcyjnej jest odprowadzany przez przewód 4, z przelotowym otworem 2. Wewnatrz przewodu 4 w osi otworu 2 jest usytuowana rurka 3 z zaworem doprowadzajaca swiezy gaz reakcyjny. Z obydwu stron otworu przelotowego sa usytuowane dwie, odizolowane od siebie i uszczelnione gazoszczelnie elektrody dla pary pretów, przeprowadzone przez srebrna plyte 1. Tymi elektrodami w plaszczyznie rysunku jest elektroda 5 stanowiaca jednoczesnie element mocujacy, w których mozna zamocowac ich dolnymi koncami dwa elementy nosne 7 w ksztalcie pretów lub rurek. Te dwa elementy nosne 7 o równych dlugosciach sa na górnych swoich koncach polaczone nieuwidocznionym na rysunku mostkiem z materialu przewodzacego prad i odpornego na zmiane temperatury.Plyta 1 jest zamocowana gazoszczelnie na stalowej plycie 8 podstawy i ma otwory wykonane w sposób uwidoczniony na rysunku. Dzwon 9 kwarcowy jest zamocowany gazoszczelnie na plycie 1 za pomoca kolnierza 10 i pierscieniowej uszczelki 11. Pierscieniowa uszczelka 11 usytuowana jest przewazajaca czescia swojego ksztaltu w pierscieniowym kanalku wykonanym w srebrnej plycie 1. Winnym rozwiazaniu zamiast kolnierza 10 dzwon moze miec odpowiednio powiekszona grubosc scianki. Górna czesc dzwonu 9 ma ksztalt115365 3 czaszy, co zwieksza wytrzymalosc na obciazenia spowodowane cisnieniem gazu. Dzwon 9 usytuowany jest w pojemniku cisnieniowym 12, który np. moze byc wykonany ze stali. Pojemnik 12 jest zaopatrzony w otwór 13 doprowadzajacy gaz obojetny, zwlaszcza azot albo gaz szlachetny.Manometr 14 pozwala kontrolowac cisnienie gazu w pojemniku 12 i w znany sposób jest nastawiany na wyzsze wartosci, tj. na wieksze cisnienie. Do uruchomienia tego ukladu, elementy nosne 7 sa wprowadzone w obydwie elektrody (na plaszczyznie rysunku uwidoczniona jest elektroda 5) i polaczone przewodzacym prad mostkiem. Nastepnie dzwon 9 zostaje osadzony na srebrnej plycie 1 przy jednoczesnym umieszczeniu uszczelki 11 pod pojemnikiem 12. Przed wlaczeniem przeplywu strumienia gazu reakcyjnego i rozzarzeniem elementów nosnych, zostaje napelniony zbiornik cisnieniowy gazem obojetnym o cisnieniu wystarczajacym do uszczelnienia wynoszacym od 9,8 kPa - 196 kPa. Dzwon 9 zostaje przez to docisniety do plyty 1 i osiagniete zostaje gazoszczelne polaczenie. Nastepnie doprowadza sie wodór do komory reakcji i wlacza sie prad zarzenia elementów nosnych 7. Jak tylko elementy nosne 7 znajda sie w temperaturze wydzielania materialu pólprze¬ wodnikowego moze byc doprowadzony do komory reakcji wlasciwy gaz reakcji np. mieszanka H2 oraz SiHCI3 tak, zeby odbywalo sie wydzielanie na zarzacej sie górnej powierzchni rozgrzanych elementów 7.Dla kontrolowania przebiegu procesu pojemnik cisnieniowy 12 gazu jest zaopatrzony w odporne na cisnienie okienko obserwacyjne 15 i wspomniany juz manometr 14. Do kontroli pozadanego strumienia gazu, jak równiez zarzenia elementów nosnych zbedne srodki nie podane sa w detalach na rysunku. Nalezy tylko zaznaczyc, ze zaleca sie, aby swiezy gaz reakcyjny byl wdmuchiwany pod takim cisnieniem do komory reakcyj¬ nej, zeby byl wytworzony dajacy sie zauwazyc przeplyw, az do górnych czesci komory reakcyjnej. W plycie 8 podstawy i w plycie 1 istnieje mozliwosc wykonania wybrania do zamontowania tubusa17 z okienkiem wziernika. Tubus17 jest polaczony gazoszczelnie z plyta podstawy za pomoca na przyklad teflonowej uszczelki 18. Wykonane z kwarcu okienko 16 obserwacyjne wziernika stanowi plaska tarcze wtopiona gazoszczelnie w tubus 17 wykonany równiez z kwarcu.Do obserwacji procesu wydzielania i/lub pomiarów temperatury w osi tubusa, poza pojemnikiem reakcji, zamocowane jest wychylnie zwierciadlo 20, które jest tak ustawione, ze istnieje mozliwosc obserwacji preta pólprzewodnikowego, a przy pretach nosnych w ksztalcie litery „U", korzystnie równiez mostka krzemowego, laczacego obydwa prety krzemowe. Kiedy dokonywany jest pomiar temperatury, to w miejscu obserwujacego oka 21 wystepuje znany i nie uwidoczniony na rysunku czujnik temperatury, korzystnie pirometr promienioczu- ly. Ustalenie temperatury i nastawienie wlasciwej wartosci dla pozostalych parametrów nastepuje w znany sposób tak, ze nie musi byc to blizej objasnione.Na figurze 2 przedstawione jest okienko wziernika i otaczajace go czesci pojemnika reakcyjnego, w wiekszej skali dla lepszego zrozumienia szczególów. Stalowa plyta 22 podstawy ma warstwe 23 naniesionego srebra i znajdujaca sie na niej kwarcowa plyte 24. Tubus 25 posiada okienko 26 wziernika, i jest polaczony szczelnie z plyta podstawy za pomoca teflonowej uszczelki 27. Tubus 25 kwarcowy posiada na swoim dolnym koncu równo zeszlifowany kolnierz 28. Pod uszczelka 29 za pomoca sruby 30 jest zamocowana tuleja 31, do której zamocowana jest rura 33n Do rury 33 jest zamocowane wychylnie zwierciadlo 32e Droga promieni przebiega od obserwowanego oka 34 przez zwierciadlo 32, przez stalowa tuleje 31, kwarcowy tubus 25, okienko 26, do preta pólprzewodnikowego.Zrozumiale jest, ze taki uklad w odmiennym rozwiazaniu moze byc zastosowany równiez do wydzielania innych materialów pólprzewodnikowych i do rozdzielania sie warstw pólprzewodnikowych na tarcze pólprze¬ wodnikowe. W takim przypadku na srebrnej plytce znajduje sie podgrzewana podkladka, np„ przewodnik bierny, który podgrzewa za pomoca pola elektrycznego cewke indukcyjna obejmujaca na zewnatrz dzwon i który na swojej górnej zewnetrznej powierzchni posiada nalozone tarcze pólprzewodnikowe. Wdanym przypadku, elementy nosne 7, moga byc zastapione elementami z pólprzewodnikowych tarcz.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do wytwarzania materialu pólprzewodnikowego, przez jego oddzielenie na rozgrzanym elemencie nosnym z fazy gazowej, posiadajace komore reakcyjna zamocowana gazoszczelnie na plycie podstawy, przy czym na plycie usytuowane sa uchwyty do mocowania elementu nosnego oraz elementy do doprowadzania i odprowadzania gazu reakcyjnego, znamienne tym, ze w plycie (1) usytuowany jest otwór, w którym osadzony jest tubus (17) wprowadzony do wnetrza komory reakcyjnej posiadajacy okienko (16) wziernika. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze okienko (16) wziernika usytuowane wewnatrz tubusa (17) wprowadzone jest do komory reakcyjnej.4 115 365 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze okienko (16) wziernika jest usytuowa¬ ne w pewnej odleglosci od obrzeza tubusa (17) wprowadzonego do wewnatrz komory reakcji dla unikniecia zamglenia okienka obserwacyjnego wziernika. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze okienko (16) wziernika wykonane jest z kwarcu i jest wtopione gazoszczelnie jako równolegla tarcza do tubusa (17). 5„ Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze na zewnatrz komory reakcyjnej pod okienkiem (16) wziernika w osi tubusa (17) jest zamocowane wychylnie zwierciadlo (20), które ma kat nachyle¬ nia wzgledem plyty (8) podstawy umozliwiajacy obserwacje. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze na zewnatrz komory reakcyjnej, przed zwierciadlem (20), na drodze promienia do preta krzemowego, przez okienko wziernika do zwierciadla, umieszczony jest czujnik temperatury, korzystnie promienioczuly pirometr, który dokonuje pomiaru temperatu¬ ry górnej powierzchni preta pólprzewodnikowego.Figi ) } ) ) } J } J ) ) I J J !¦'!» } ) T115 365 Fig2 34 PL PL PL