SE443583B - Anordning vid vetskefasepitaxi - Google Patents

Description

ll] 15 2D 25 8296432-0 Detta ernàs genom att sättet och anordningen enligt uppfinningen erhållit de i patentkraven angivna kännetecknen.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken figur l, 2, 3, 4 och 5 visar olika stadier av ett odlingsförlopp enligt 'uppfinningen i en anordning enligt uppfinningen.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Figurl visar en sektionsvy av en anordning enligt uppfinningen för vätska- fasepitaxi innan odlingen av ett substrat påbörjats. Med 1 betecknas en smält- hållare av exempelvis grafit och med ett förutbestämt antal celler, varav endast tvâ, betecknade 2 respektive 3, *visas-Cellerna 2 ochl3 är öppna uppåt och tillslutna nedåt medelst en för samtliga celler i smälthàllaren l gemensam, förskjutbar botten 4 ävenledes av grafit. Cellerna är avsedda att upptaga var sin smälta för odling av ett mot antalet srnältor svarande antal epitaxialskikt pà ett i figur l icke visat substrat, som är förskjutbart under smälthàllaren 1 för att i tur och ordning bringa substratet i kontakt med respektive smälta.

I samband med lasrar ooh optiska detektorer kan substratet bestå av antingen galliumarsenid eller indiumarsenid eller indiumfosfid, medan smältorna består av motsvarande material med andra elektriska och optiska egenskaper erhallna exempelvis genom dopning med olika ämnen.

Vid det i figur l visade processteget antages smältorna upphettas till mätt- ningstemperaturgi en ovanpå srnälthâllarenl anordnad smältpàfyllare 5 av grafit, som uppvisar ett mot antalet celler i smälthàllaren 1 svarande antal fack, varav endast två, betecknade 6 respektive 7, visas i figur l, vilka fack har större volym än cellerna i smälthållaren l i och för upptagande av mot flera smältor svarande smältsatser i smältpàfyllaren 5.

För fyllning av cellerna i smälthållaren 1 från facken i smältpàfyllaren-'S är en hälförsedd skiva 8 av grafit anordnad mellan smältpàfyllaren 5 och smält- hallaren l, vilken skiva 8 är förskjutbar för att temporärt bringa dess hal i linje 1D 15 20 25 30 8206432-0 med bottentapphål 9 och 10 hos facken 6 respektive 7 och cellerna 2 och 3 i smâlthållaren 1. När cellerna fyllts förskjutes skivan8 åter för att bryta förbindelsen mellan cellerna i smälthallaren 1 och facken i smältpafyllaren 5.

Under smälthållarens l förskjutbara botten 4 är en smältuppsamlare ll av grafiit anordnad, vilken smälthallare ll kan vara identisk med smältpåfyllaren 5 och i likhet med denna uppvisa ett mot antalet celler i smälthållaren l svarande antal fack, av vilka två, betecknade 12 respektive 13, visar i figur l, vilka fack 12 och 13 har samma volym som facken 6 och 7 i smältpåfyllaren 5, dvs facken 12 och 13 har större volym än cellerna 2 och 3 i smâlthållaren 1.

Facken 12 och 13 i smältuppsamlaren ll är avsedda för uppsamling av flera smältor från cellerna 2 respektive 3 i smälthållaren 1 på sätt som kommer att förklaras närmare nedan. Likson facken 6 och 7 i smältpåfyllaren 5 uppvisar facken 12 och 13 i smältuppsamlaren ll bottentapphål 14 respektive 15, vilka bottentapphål är tilltäppta medelst en för hela smältuppsamlaren 11 gemensam bottenplatta 16 av grafit. 1 det i figurl visade läget antages smältorna i fackenó och7 upphettas antingen medelst motstandsuppvärmning eller på induktiv väg medelst en icke visad induktionsspole. Den i figur 1 visade anordningen är härvid anbragt i en kvartsbehällare, som antingen är evakuerad eller är fylld med en lämplig gas, varvid anordningen enligt figur l i induktionsuppvärmníngsfallet sträcker sig axiellt inuti den icke visade induktionsspolen. Under upphettningen av smältorna befinner sig det i figur 1 icke visade substratet pà avstånd från upphettnings- zonen för att icke utsättas för termisk erosion, vilket skulle förstöra sub- stratets yta.

När smältorna i facken 6 och 7 upphettats till ett jämviktstillstand under 3-4 timmar förskjutes den hålförsedda skivan 8 sa att dess hål åstadkommer en förbindelse mellan bottentapphalen i smältpàfyllaren 5 och respektive cell i smälthallaren l. Cellerna 2 och 3 i smâlthållaren 1 kommer härvid att fyllas med sina smältor från facken 6 respektive 7 i smältpafyllaren 5, varefter ski- van 8 åter förskjutes till sitt i figur 2 visade utgångsläge för blockering av förbindelsen mellan facken i smältpåfyllaren 5 och cellerna i smälthällaren 1. 1D 15 20 25 30 8206432-0 Medan smältorna i facken 6 och 7 i smältpåfyllaren 5 befinner sig i tvåfastill- stånd dvs både fast fas och vätskefas, befinner sig smältorna i cellerna 2 och 3 i smälthållaren l helt och hållet i vätskefas.

Samtidigt som cellerna 2 och 3 i smälthållaren 1 fylles förskjutes ett sub- strat 17 medelst en substrathållare 18 av exempelvis grafit till ett ställe intill smälthållaren 1 i och för anpassning av substratets 17 och substrathållarens 18 temperatur till temperaturen hos smälthållaren 1. Denna temperaturanpassning sker under cirka en kvart.

Substratet 17 föres därefter med hjälp av substrathållaren 18 till sitt första odlingsläge i kontakt med enfassmältan i cellen2 i smälthållarenl genom förskjutning av smälthållarens 1 botten 4 på sätt som framgår av figur 3. Såsom framgår av figur3 täckas h_ärvid inte bara hela substratet 17 av smâltan i cellen 2 utan även del av substrathållaren 18 för säkerställande av att hela substratet verkligen kommer i kontakt med smältan. substratet 17 hålles i kontakt med smältan i cellen 2 så länge som erfordras för att ett epitaxialskikt av önskad tjocklek skall tillväxa ovanpå substratet 17.

Innan substratet 17 därefter förskjutes till kontakt med smältan i cellen 3 i smälthållaren 1 för odling av ett nytt epitaxialskikt genom ytterligare förskjut- ning av smälthållarensl förskjutbara botten4 avtappas smältan i cellen 2 i smälthållaren 1 genom att substrathållaren 18 drages bakåt ett litet stycke såsom framgår av figur 4, varvid den i cellen 2 under tryck stående smältan kommer att spolas ned i facket 12 i smältuppsamlaren 1 såsom framgår av figur Genom att cellen 2 fullständigt tömts på sitt innehåll kommer ingen droppe från smältan i cellen 2 att kunna överföras medelst substratet 17 till smältan i cellen 3 och därigenom förorena denna.

Sedan cellen 2 tömts på i figur 4 antytt sätt förskjutes substratet 17 medelst substrathållaren 18 till odling av ett nytt epitaxialskikt i kontakt med smâltan i" cellen 3 i substrathållaren 1 på i figur5 antytt sätt. Odlingen i kontakt med smältan i cellen 3 sker under den tid som erfordras för att ett skikt av önskad tjocklek skall erhållas. lÜ 15 20 8206432-0 På substrathållaren finnes som en säkerhetsåtgärd ett genomgående hål 19, som är anordnat strax bakom substratet 17. Om operatören glömmer att dra tillbaka substrathallaren 18 innan denna förskjutes vidare, kommer smältan, i vilken odling just skett, att avtappas genom hålet 19. Smältan i cellen 3 i smält- hallaren 1 avtappas därefter pà samma sätt som visas i figur 4 med avseende pa smältan i cellen 2 i smälthållaren 1, varefter förloppen upprepas till dess odling skett i kontakt med samtliga smältor i smälthàllaren 1.

Genom att samtliga celler i smälthållaren 1 tömts i tur och ordning efter det att odling skett av respektive epitaxialskikt kan substratet dras tillbaka tillsammans med smälthållarens 1 förskjutbara botten 4 till det i figur 1 visade utgångsläget för botten 4.

Sa snart som substratet _17 uttagits kan ett nytt, icke visat substrat börja odlas så snart som cellerna i smälthållaren på nytt fyllts med nya enfassmältor från facken 6 och 7 ismältpafyllaren 5.

Odling kan ske av nya substrat ända till dess att innehållet i facken i smältpåfyllaren 5 icke räcker till för att fylla cellerna i smälthållaren 1 med nya enfassmältor.

När innehållet i facken i smältpafyllaren 5 förflyttats ned i facken i smältupp- samlaren 11 låter man helt enkelt smältuppsamlaren ll byta plats med smält- påfyllaren 5, varvid ett nytt upphettningsförlopp igangsättes innan odling av en ny uppsättning substrat kan ske.

Genom sättet och anordningen enligt uppfinningen blir det saledes möjligt att upprätthålla en mer eller mindre kontinuerlig produktion av odlade substrat.

Claims (2)

1. 5 10 15 25 8206432-0 PATENTKRAV 1 Anordning för vätakefasepitaxi och innefattande dels en smälthållare (1) med ett förutbestämt antal celler (2, 3), vilka är avsedda att upptaga var sin smälta för odling av ett mot antalet smältor svarande antal epitaxialskikt pä ett horisontellt substrat (17), som medelst en substrathàllare (18) är förskjut- bart under smälthällaren (1) för att i tur och ordning bringa substratet (17) i kontakt med respektive smälta, dels en smältpàfyllare (5) som är anordnad över smälthallaren (1) och uppvisar ett mot antalet celler (2, 3) i smälthàllaren (1) svarande antal fack (6, 7) av större volym än cellerna (2, 3) för lagring av mot flera smältor svarande smältsatser, dels en hàlförsedd skiva (8) som är anordnad mellan smältpàfyllaren (5) och smälthällaren (1), vilken skiva (8) är förskjutbar för att temporärt bringa dess hal i linje med bottentapphàl (9, 10) hos nämnda fack (6, 7) och cellerna (2, 3) i smälthållaren (1) för fyllning av dessa och dels en under smälthàllaren (1) anordnad smältuppsamlare (ll) av större volym än cellerna för uppsamling av smältorna från cellerna, k ä n n e t e c k n a d av att smälthallaren (l) är försedd med en medelst substrathallaren (18) förskjutbar botten (4) och att smëltuppsamlaren (ll) uppvisar ett mot antalet celler (2,3) i smälthallaren (1) svarande antal andra fack (12,l3) av större volym än cellerna för uppsamling av flera smältor från respektive cell varvid substrathallaren (18) är anordnad att kunna dragas tillbaka ett stycke efter det att odling skett i kontakt med en första smälta till bildande av ett mellanrum mellan substrat- hâllaren (18) och smälthallarens (1) förskjutbara botten (4) i och för avtappning av denna första smälta ned i avsett fack i smältuppsamlaren (ll) innan substrathâllaren (18) förskjutes vidare för att bringa substratet (17) under nästföljande smälta i smälthàllaren (1) samt av att smâltpàfyllaren (S) är utformad identisk med smältuppsamlaren (ll) sa att smältpàfyllaren (5) efter tömning kan skifta plats med smältuppsamlaren (ll) för omedelbar upprepning av epitaxiprooessen.

2. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att substrathalla- ren (18) uppvisar ett bakom substratet (17) anordnat, genomgående hal (19).