PL94998B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie prowadzace proces epitaksjalny z fazy cieklej dla potrzeb przyrzadów pólprzewodnikowych i zawierajace lódke z grafitu umieszczona w rurze kwarcowej wewnatrz pieca grzejnego.

Prowadzenie procesu epitaksjalnego z fazy cieklej, dokonuje sie przez zalanie w wysokiej temperaturze plytki podloza, roztworem z materialu rozpuszczajacego i rozpuszczanego w nim materialu zródla. Po zalaniu plytki roztworu, zaczyna sie okres studzenia, w czasie którego zmniejsza sie rozpuszczalnosc roztworu, wydziela sie nadmiar materialu zródla i roztworu oraz wystepuje wzrost epitaksjalny na powierzchni podloza.

Znane sa urzadzenia poziome i pionowe, prowadzace proces epitaksjalny z fazy cieklej, jednakze umozli¬ wiaja one wytwarzanie jedynie pojedynczych plytek. W urzadzeniu poziomym Wedlug polskiego opisu patento¬ wego nr 69115 na jednej plytce wytwarza sie jedna warstwe w trakcie jednej operacji, poniewaz niefunkcjonalna konstrukcja grafitowej lódki jako pojedynczego pojemnika roztworu zezwala jedynie na taka wlasnie skale procesu. Natomiast w urzadzeniu pionowym stosuje sie dwie plytki, na których wytwarza sie równiez po jednej warstwie w trakcie jednej operacji. Poniewaz stosowane szybkosci studzenia wynosza typowo jeden stopien na minute, wiec wytworzenie jednej warstwy w urzadzeniu poziomym i pionowym o grubosci kilkudziesieciu mi¬ krometrów wymaga czasu kilku godzin. Odnosnie urzadzenia pionowego stosuje sie znacznie wieksze ilosci stopu, niz w urzadzeniu poziomym, co jednoczesnie wplywa na nieekonomicznosc wytwarzania warstw na plytkach.

Zasadnicza wada jest jednak mala wydajnosc obydwu opisanych urzadzen.

Celem wynalazku jest unikniecie tych niedogodnosci i wad, czyli zlikwidowanie wysilku i straty czasu na wytwarzanie pojedynczych plytek zjedna warstwa lub najwyzej dwóch plytek z dwiema warstwami w dwóch odmiennych urzadzeniach poziomym i pionowym w czasie trwania jednego procesu. Zagadnieniem technicznym wymagajacym rozwiazania dla osiagniecia tego celu jest opracowanie konstrukcyjne urzadzenia, umozliwiajacego wytwarzanie wielu plytek jednowarstwowych w jednym procesie odpowiednio zaprogramowanym w pozycji wyjsciowej.2 . 94 998 Zgodnie z rozwiazaniem postawionego zagadnienia technicznego wytworzenie wielu plytek zjedna warstwa lub wielu plytek z kilkoma warstwami w jednym procesie uzyskuje sie w urzadzeniu wedlug wynalazku dzieki temu, ze lódka sklada sie z czesci nieruchomej krótszej z przelotowymi otworami ze stopami i przelotowymi otworami pustymi, ustawionymi w jednym szeregu, polaczonej suwliwie zlaczem prowadniczym w ksztalcie jaskólczego ogona oraz z czesci ruchomej dluzszej z wycietymi na jej górnej plaszczyznie gniazdami z osadzony¬ mi w nich plytkami podloza zestawionymi analogicznie jednoszeregowo.

Dla wytworzenia kilku plytek jednowarstwowych w jednym procesie przelotowe otwory ze stopami l prze¬ lotowe otwory puste czesci nieruchomej krótszej sa ustawione parami skladajacymi sie z kilku par, z których kazda para zawiera na pierwszym miejscu usytuowany przelotowy otwór ze stopem i na drugim miejscu przeloto¬ wy otwór pusty, liczac od odporu kwarcowego. Przelotowe otwory puste sa ustawione centrycznie nad gniazdami z osadzonymi w nich plytkami podloza w pozycji wyjsciowej procesu w trakcie jednej operacji.

Natomiast dla wykonania kilku plytek wielowarstwowych w jednym przebiegu procesu, których ilosc jest limitowana dlugoscia pieca grzejnego, czesc nieruchoma krótsza zbudowana jest z kilku zespolów wjednym szeregu i kazdy zespól sklada sie z odpowiedniej ilosci przelotowych otworów ze stopami, ustawionymi na pierwszym miejscu, liczac od odporu kwarcowego, a ilosc ta okresla liczbe zadanych warstw na plytce. Na drugim miejscu zespolu, umieszczony jest jeden przelotowy otwór pusty. Jest tutaj zachowany warunek, ze przelotowe otwory puste zespolów czesci nieruchomej krótszej sa ustawione osiowo nad gniazdami z osadzonymi w nich pllytkami podloza czesci ruchomej dluzszej równiez dla pozycji wyjsciowej procesu.

Urzadzenie wedlug wynalazku, proste i latwe w uzyciu, umozliwia wytwarzanie wielokrotne plytek jedno¬ warstwowych lub wielowarstwowych, w zaleznosci od dlugosci pieca grzejnego, podczas trwania jednego procesu, dajac zdecydowanie wieksza wydajnosc i skrócenie czasu wytwarzania w stosunku do dotychczasowego zmudne¬ go wytwarzania poszczególnych plytek jedno- lub wielowarstwowych. W konsekwencji tego uzytkuje sie zmniej¬ szenie ilosci stanowisk pracy w produkcji na skale przemyslowa.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym flg* 1 pokazuje w przekroju podluznym w pozycji wyjsciowej urzadzenie do wytwarzania kilku plytek jednowarstwowych je¬ dnoczesnie w jednym procesie, fig. 2 - urzadzenie w przekroju poprzecznym zlacza prowadniezego suwiiwego obydwu czesci lódki przesuwanej na kwarcowej prowadnicy, przy pomocy rowka :zesci ruchomej, fig; 3 — to samo urzadzenie po dokonaniu jednego przesuwu technologicznego, a fig. 4 — urzadzenie w przekroju podluz¬ nym w pozycji wyjsciowej, przystosowane przykladowo do wytwarzania plytek trzywarstwowych.

Urzadzenie wykonane jest z dwóch czesci 2 i 3, z których czesc nieruchoma krótsza 2 z wycietymi w niej symetrycznie rozmieszczonymi wzdluz jednego szeregu przelotowymi otworami 5 ze stopami i przelotowymi otworami pustymi 6 jest nasunieta na czesc ruchoma dluzsza 3 z wycietymi w niej gniazdami 4 z osadzonymi w nich plytkami podloza, usytuowanymi wzdluz w jednym szeregu w zadanych odstepach przy pomocy zlacza prowadniczego obydwu czesci 2 i 3 w ksztalcie jaskólczego ogona, zbudowanych z materialu odpornego na doic wysokie temperatury i nie wprowadzajacego zanieczyszczen na przyklad z grafitu. Wedlug fig. 1 i 3 urzadzenie jest zestawione dla wykonania plytek jednowarstwowych przy pomocy czesci nieruchomej krótszej 2, która posiada parami rozmieszczone wzdluz niej w jednym szeregu przelotowe otwory 5 ze stopami i przelotowe otwory 6, gdzie kazda para sklada sie1 z przelotowego jednego otworu 5 ze stopem i przelotowego otworu pustego 6.

Tak przygotowana do procesu wyjsciowego czesc nieruchoma krótsza 2 jest nasunieta na czelc ruchoma dluzsza 3 z gniazdami 4 z osadzonymi w nich plytkami podloza do jej oporu, z warunkiem ustawienia centry¬ cznie i osiowo przelotowych otworów pustych 6 par czesci nieruchomej krótszej 2 nad gniazdami 4 czesci ruchomej dluzszej 3, w celu wsadzenia do tych gniazd 4 plytek podloza przez przelotowe otwory puste 6, oczywiscie, po jednej plytce podloza w kazde gniazdo tak, ze jak widac na fig. 1. Kazdy przelotowy kolejny otwór 5 ze stopem czesci nieruchomej krótszej 2 wyprzedza kazde gniazdo z plytka podloza czesci ruchomej dluzszej 3. Po dokonaniu jednego przesuwu technologicznego czesci ruchomej dluzszej 3 z gniazdami 4 o wyska- lowana odleglosc przy pomocy preta kwarcowego 7, te ostatnie podsuna sie centrycznie i osiowo pod przeloto¬ we otwory 5 z cieklym stopem, co zreszta uwidacznia fig. 3 rysunku, dzieki czemu nastepuje wytworzenie na kazdej plytce podloza jednej warstwy epitakcjalnej jako osiagniety cel Analogicznie wykonuje sie zestaw obydwu czesci 2 i 3 dla przygotowania procesu wyjsciowego wytworze* nia plytek wielowarstwowych, jak pokazuje fig. 4. W tym celu uzyta jest ta sama nieruchoma czesc 2 z tym, ze naprzód napelnia sie stopami jej ilosc przelotowych otworów 5 na przyklad trzy jak na fig. 4 i za nimi pozostawia sie tylko jeden przelotowy otwór pusty 6 i ten zestaw powyzszy otworów 5 i 6 stanowi jeden zespól, z którego przelotowy otwór pusty 6 jest ustawiony centrycznie i osiowo nad jednym gniazdem 4 czesci ruchomej dluzszej 3 dla wlozenia przez przelotowy otwór pusty 6 plytki podloza do gniazda 4. Ilosc zespolów w jednym94 998 3 szeregu czesci nieruchomej 2 limituje dlugosc pieca grzejnego i odpowiada ilosci plytek wielowarstwowych, w opisanym przykladzie plytek trzywarstwowych oraz odpowiednia ilosc gniazd 4 z plytkami podloza czesci ruchomej dluzszej 3 z tym, ze ta ostatnia jest kazdorazowo wymieniana z odpowiednim symetrycznym rozmiesz¬ czeniem na niej wykonanych gniazd 4, dla osadzenia w nich plytek podloza, przy czym wielkosc odleglosci ich rozstawienia jest podyktowana iloscia warstw na plytkach, a ilosc plytek wielowarstwowych jest równa ilosci gniazd 4, wykonywanych na czesci ruchomej dluzszej 3.

Im plytki posiadaja wiecej warstw, tym mniej jest gniazd, czyli ilosc gniazd jest odwrotnie proporcjonalna do ilosci warstw na plytkach, a glebokosc gniazd jest wprost proporcjonalna do ilosci warstw na plytkach.

Glebokosc gniazd jest wykonywana wedlug doswiadczenia. Wymiary przelotowych otworów 5 i 6 czesci nieru¬ chomej krótszej 2 sa identyczne, gdyz te niczym sie nie róznia miedzy soba, co ulatwia jej wykonanie i ma zastosowanie uniwersalne w róznych procesach. Wymiary prostokatne w rzucie poziomym przelotowych otwo¬ rów 5 i 6 czesci nieruchomej krótszej 2 i gniazd 4 czesci ruchomej dluzszej 3 sa jednakowe z tym, ze analogiczne wymiary plytek podloza sa nieco zmniejszone, celem swobodnego ich wkladania do gniazd 4 czesci ruchomej dluzszej 3.

Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku polega na tym, ze zestawia sie obydwie czesci 2 i 3 przy pomocy zlacza prowadniczego przesuwajac czesc nieruchoma krótsza 2 z przelotowymi otworami 5 ze stopami i przeloto¬ wymi otworami pustymi 6 az do oporu czesci ruchomej dluzszej 3 z gniazdami 4, których ilosc jest odpowiednio dobierana, zaleznie od zadanych ilosci warstw na plytkach podloza, z tym, ze przez przelotowe otwory puste 6 czesci nieruchomej krótszej 2 wklada sie plytki podloza do gniazd 4 czesci ruchomej dluzszej 3 oraz, ze przelotowe otwory 5 ze stopami wyprzedzaja przelotowe otwory puste 6 czesci nieruchomej krótszej 2. Te ostatnie sa usytuowane centrycznie i osiowo nad gniazdami 4 osadzonymi uprzednio plytkami podloza. Tak zestawione urzadzenie w pozycji wyjsciowej procesu wsuwane jest po prowadnicy kwarcowej 9 w ksztalcie rurki przy pomocy wycietego na spodniej plaszczyznie wzdluz czesci ruchomej dluzszej 3 rowka 10 do wnetrza rury kwarcowej 1 az do odporu kwarcowego 8, przymocowanego do wewnetrznej scianki w górze rury kwarcowej 1 i calosc jest odpowiednio zamykana w piecu grzejnym, w którym nastepuje przebieg procesu technologicznego.

Celem wykonania pewnej ilosci warstw na plytkach podloza w jednym procesie epitaksjalnym z fazy cieklej przez zalewanie cieklymi stopami, przesuwa sie stopniowo o wyskalowane odleglosci czesc ruchoma dluzsza 3 elektromagnetycznie lub mechanicznie w krótkich odstepach czasu, wedlug opracowanych rezimów technologicznych danego procesu. Ilosc dokonywanych skokami przesuwów w obliczonych odstepach czasu i popartych duzym doswiadczeniem podczas trwania jednego procesu daje zadana ilosc warstw na plytkach podloza, a ilosc plytek wielowarstwowych, wzglednie jednowarstwowych wynika z mozliwosci wykorzystania dlugosci pieca grzejnego.

Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie prowadzace proces epitaksjalny z fazy cieklej dla przyrzadów pólprzewodnikowych, zawieraja¬ ce lódke z grafitu umieszczona w rurze kwarcowej wewnatrz pieca grzejnego, znamienne tym, ze lódka sklada sie z krótszej czesci nieruchomej (2), posiadajacej ustawione w jednym szeregu przelotowe otwory (5) ze stopami i puste otwory przelotowe (6) oraz z polaczonej z nia suwliwie zlaczem prowadniczym ksztaltu jaskól¬ czego ogona, dluzszej czesci ruchomej (3) z wycietymi na jej górnej plaszczyznie zestawionymi równiez w je¬ dnym szeregu gniazdami (4) z osadzonymi w nich plytkami podloza; przy czym przelotowe otwory (5) ze stopami i przelotowe otwory puste (6) sa umieszczone w jednym szeregu parami i kazda para zawiera najpierw, za odporem kwarcowym jeden przelotowy otwór (5) ze stopem i za nim jeden przelotowy otwór pusty (6) z tym, ze kazdy przelotowy otwór pusty (6) z tych par jest ustawiony centrycznie i osiowo nad kazdym z gniazd (4) zas pary otworów (5) i (6) zlozone sa w zespoly.94 998 A JL A~ A. X r3IiIIaZ i/l/i: JtvMb 3 *4. i X2£ %£ %.J 6 5=^ /fy*