RU733135C - Устройство дл обработки пластин в газовой фазе - Google Patents

Description

Изобретение относитс , преимущественно , к области полупроводникового приборостроени  и касаетс  устройств дл  диффузионного легировани , эпитаксиального наращивани  из газовой фазы.

Известно устройство дл  обработки полупроводниковых материалов, содержащее корпус, нагреваемый до температуры 12001300°С . кварцевую труб, входной конец которой открыт в камеру продувки. Пластины полупроводникового материала устанавливают на держателе, который помещают в зону нагрева кварцевой трубы,через подвод щую трубку подают газ-носитель с диффузантом .

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что в процессе реакции происходит образование различных побочных продуктов, которые конденсируютс  на выходе кварцевой трубы в зоне пониженной температуры относительно рабочей зоны .

Держатель с полупроводниковыми пластинами в момент загрузки и выгрузки проходит через этот конденсат, а если он в жидком виде, то через его пары. При механическом движении держател  конденсат отслаиваетс  и осыпаетс  на пластины, загр зн   их. а пары способны вызвать даже эрозию поверхности полупроводниковой пластины.

Известно также устройство, представл ющее собой печь дл  термической обработки полупроводниковых приборов. Данное устройство включает нагревательную печь и кварцевую трубу, выход которой открыт а атмосферу. Кремниевые пластины размещают в трубе на держателе, а через вводную трубку подают газ-носитель с диффузантом .

В данном устройстве с целью устранени  образовани  продуктов реакции на выходе кварцевой трубы нагревательный элемент уд/жнен и охватывает выходную часть трубы.

Дл  реализации этого устройства требуетс  как усложнение конструкции нагревател , так и увеличение потребл емой им мощности. Кроме того, не устран етс  полностью образование конденсата, так как выход трубы находитс  в контакте с внешней средой при нормальной температуре. При этом лишь сокращаетс  дпмна зоны осаждени  побочных продуктов реакции.

Решением, наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту,  вл етс  устройство содержащее нагреватель, реакционную камеру с размещенными внутри ее держателем с полупроводниковыми пластинами и с

отводной трубкой. Крышка с отводной трубкой, соединенна  с держателем дл  пластин, служит дл  скапливани  и последующего выдувани  газом продуктов реакции без их попадани  в рабочую зону реактора. Основным недостатком данного устройства  вл етс  то, что продукты реакции остаютс  на выходе реакционной камеры в течение самого процесса. При малых скорост х газового потока возможно их попадание в рабочую зону реактора. При загрузке и выгрузке пластины хот  и не пронос тс  сквозь зону конденсата, но сама крышка с конденсатом должна быть сн та с реакционной камеры и выдвинута вместе с пластинами , что не исключает попадание паров конденсата на пластины с держателем.

. Предложенное устройство отличаетс  от известного тем, что, с целью предотаращени  конденсации отвод щих газов в зоне обработки пластин в камере размещена вертикальна  перегородка с отверстием, в которое установлен патрубок дл  отвода газов в виде наклонной трубки.

Причем площадь поперечного сечени 

отверсти  в перегородке составл ет 1-15% от площади поперечного сечени  камеры.

На чертеже показано предлагаемое устройство .

Устройств содержит корпус с вмонтированным нагревателем 1. Внутри нагревател  1 установлена реакционна  камера 2, в которой размещен держатель 3 с обрабатываемыми полупроводниковыми пластинЕми

4, В реакционной камере 2 имеетс  зона образовани  конденсата 5. показанна  от пунктирной линии к выходу реактора, и рабоча  зона 6.

Между рабочей зоной 6 и началом зоны

образовани  конденсата Б размещена вертикальна  перегородка 7 с отверстием по центру, в которое установлен патрубок 8 дл  отвода газов в виде наклонной трубки.

Дл  отвода продуктов реакции устройство имеет выт жную вентил цию 9.

Выход реакционной камеры ограничен от внешней среды теплоизолирующим экра; ном 10.

Работа предлагаемого устройства на

операции диффузии заключаетс  в следующем .

Издели , например полупроводниковые пластины 4, устанавливают на держателе 3. после чего держатель 3 помещают в

реакционную камеру 2, в рабочую температурную зону 6.

Между температурной зоной внедрени  процесса и зоной образовани  конденсата размещают перегородку 7 с амонтированной трубкой 8, а выход камеры 2 закрывают теплоизолирующим экраном 10.

После прогрева пластин 4 с держателем 3 до определенной температура в реакционную камеру 2 подают необходимую парогазовую смесь (например, РС1з в потоке кислорода и азота).

При прохождении парогазовой смеси через реакционную камеру, т.е. через рабочую зону, образуетс  продукт реакции, который может быть в виде твердых или жидких конденсатов.

Через отверстие в перегородке 7 они поступают в отводную трубку 8. и через нее в выт жную вентил цию 9.

При этом продукт реакции минует зону образовани  конденсата в реакционной камере , т.е. стенки камеры 2 изолированы от конденсата, и выход реакционной камеры 2 свободен от загр знений.

По окончании процесса диффузии перегородку 7 с вмонтированной трубкой 8 вынимают из реакционной камеры 2, после чего выгружают держатель 3 с обработанными пластинами 4. В данном случае полупроводниковые пластины 4 полностью изолированы от контакта с продуктом реакции , т.е. конденсатом, который отрицательно вли ет на качество их обработки, а следовательно, и на качество изготавлиааемых полупроводниковых приборов.

Если на выходе отводной трубки скапливаютс  не твердые, а жидкие продукты реакции, например при диффузии фосфора остатки метафосфорной кислоты, то суженФормула изобре-тени 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЛАСТИН В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ. включающее реакционную камеру, установленный внутри нее держатель дл  обрабатываемых пластин и патрубки дл  ввода и вывода газа , отличающеес  тем. что, с целью предотвращени  конденсации отвод щих газов

ное сечение отводной трубкл 8, которое выбрано из соотношени  (1-15)% от поперечного сечени  реакционной камеры 2, повышает скорость течени  газового потока в совокупности с наклоном отвод щей трубки относительно горизонтальной оси реак-. ционной камерь 2.

Наклон трубки 8 относительно горизонтальной оси камеры 2 под углом 0-45° позвол ет 8 полной мере удал ть жидкие, зачастую токсичные продукты реакции. Наклон трубки 8 необходим дл  обратного стекани  жидкости в зону повышенной температуры, парообразовани  ее и повторного выдувани , и так до полного их удалени .

Загрузка следующей партии пластин дл  обработки и работа устройства происходит в той же последовательности, что описана выше.

Таким образом, конструкци  данного устройства позвол ет предотвратить конденсацию отвод щих газов в зоне обработки пластин, за счет чего повышаетс  качество изготавливаемых полупроводниковых приборов и производительность труда .

(56) Патент Японии

Ne 41-78035. кл. кл. 99(5) 8 12, 99 (5) С 23, 1967.

Патент Японии h47-10174. кл. 99(5)В 12, 1972.

Патент Японии N 50-7420. кл. 99(5) В 15 Н 01 L 32/202. 1975.

в зоне обработки пластин, в камере размещена вертикальна  перегородка с отверстием , в котором установлен патрубок дл  отвода газов в виде наклонной трубки.

2, Устройство по П.1. отличающеес  тем, что площадь поперечного сечени  отверстий в перегородке составл ет t - 15% от площади поперечного сечени  камеры. Ч

/ J