SU1673653A1 - Установка дл газовой эпитаксии полупроводниковых соединений по МОС-гидридной технологии - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  выращивани  сверхтонких структур кремни , арсенида галли  и гетероструктур А³ в⁵. Обеспечивает повышение надежности и безопасности работы. Установка включает систему подачи газовых реагентов в реактор. Выходной патрубок реактора соединен со средствами очистки отход щих газов, выполненными в виде калориферов, установленных параллельно. Каждый калорифер снабжен по концам рубашками охлаждени  и нагревателем, установленным между ними. Калорифер выполнен в виде трубы внутри которой установлены стакан в зоне нагревател  и холодильник. При выращивании слоев GAAS парогазова  смесь проходит через зазор между трубой и стаканом и разлагаетс  на компоненты. В холодильнике происходит улавливание твердых частиц мышь ка, а газообразный водород поступает на факел. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

1

(21)4482722/26

(22) 13.09.89

(46)30.08.91. Бюл.№32

(72) А.А.Исаев и В.В.Никулов

(53)621.315.592(088,8)

(56)За вка Японии 55-80722,

кл. СОЮ 28/00, ВОЮ 53/34, С 30 В 25/14, 1980.

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГАЗОВОЙ ЭПИТАК- СИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПО МОС-ГИДРИДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

(57)Изобретение может быть использовано дл  выращивани  сверхтонких структур кремни , арсенида галли  и гетероструктур А3В5. Цель - повышение надежности и безопасности работы. Установка включает систему

подачи газовых реагентов в реактор. Выходной патрубок реактора соединен со средствами очистки отход щих газов, выполненными в виде калориферов, установленных параллельно. Каждый калорифер снабжен по концам рубашками охлаждени  и нагревателем, установленным между ними. Калорифер выполнен в виде трубы,внутри которой установлены стакан в зоне нагревател  и холодильник. При выращивании слоев GaAs парогазова  смесь проходит через зазор между трубой и стаканом и разлагаетс  на компоненты. В холодильнике происходит улавливание твердых частиц мышь ка, а газообразный водород поступает на факел. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Ё

Изобретение относитс  к устройствам дл  химического осаждени  тонких эпитак- сиальных пленок из газовой фазы, точнее к вакуумно-газовым системам установок МОС-гидридной эпитаксии, которые могут быть использованы дл  выращивани  сверхтонких структур кремни , арсенида галли  и гетероструктур А В при нормальном и пониженном давлени х.

Цель изобретени  - повышение надежности и безопасности работы.

На фиг. 1 показана схема установки; на фиг.2 - калорифер; на фиг.З - сечение А - А на фиг.2.

Установка содержит газовый блок 1 дл  , формировани  парогазовой смеси, реактор 2 с патрубками 3 и 4 дл  ввода и вывода газов, средства 5 очистки отход щих газов, установленные параллельно и соединенные

с патрубком 4 реактора 2, и вакуумную систему , включающую форвакуумный насос 6, электромагнитные клапаны 7 и 8, фильтр 9 и дросселирующий клапан 10 двойного действи . В состав установки вход т трубопровод 11 сброса парогазовой смеси через средство 5 очистки, трубопроводы 12 и 13 подачи брома в реактор 2 и сброса его на факел 14. На выходе из насоса 6, на трубопроводе 11 сброса парогазовой смеси перед факелом 14 и на выходе из реактора 2 установлены предохранительные клапаны 15 - 17. На трубопроводе 11 установлен регул тор 18 давлени  и электромагнитный клапан 19. Реактор 2 соединен с трубопроводом сброса парогазовой смеси при помощи клапанов 20 и 21. Средство 5 очистки отход щих газов выполнено в виде калорифера, снабженного по концам рубашками 22 и 23

С СО О

сл со

охлаждени  и нагревателем 24, установленным между ними. Калорифер выполнен в виде трубы 25 из нержавеющей стали с входным 26 и выходным 27 фланцами. На внутренней поверхности трубы 25 в зоне нагревател  24 выполнены кольцевые проточки 28. Внутри трубы 25 на съемных фланцах 29 и 30 коаксиально размещены стакан 31 и холодильник 32 с вкладышем 33. Дно стакана 31 обращено к входному патрубку

34калорифера. На дне стакана 31 закреплен металлический стержень 35, соединенный с фланцем 29 калорифера. На стержне

35размещены экраны 36 в виде дисков с отверсти ми 37, которые смещены один относительно другого на некоторый угол. Стакан 31 содержит на наружной поверхности кольцевые проточки 38 с шагом, равным шагу проточек 28. Проточки 38 и 28 одна относительно другой смещены на полшага. Холодильник 32 выполнен в виде замкнутого полого медного цилиндра, приваренного к фланцу 30 и имеющего на наружной поверхности проточку 39 в виде спирали с определенным шагом. Внутри цилиндра со стороны фланца 30 размещена трубка 40 со скосом на конце дл  подачи охлаждающей воды. Вкладыш 33 изготовлен из меди и на внутренней поверхности имеет спиралеобразную проточку 41, смещенную относительно проточки 39 цилиндра на полшага. Вкладыш 33 содержит осевой паз 42 и плотно вставлен в трубу 25. Патрубок 43 предназначен дл  вывода газов из трубы 25.

Установка работает следующим образом .

Парогазова  смесь необходимого состава в соответствии с технологическим процессом выращивани  структур поступает либо в трубопровод 11 сброса, либо непосредственно в реактор 2 с последующей ее прокачкой форвакуумным насосом 6 через клапан 8, калорифер, дросселирующий клапан 10, фильтр 9 и выбросом через предохранительный клапан 15 в атмосферу с поджигом водорода в факеле 14. Парогазова  смесь в трубопроводе сброса, проход  через регул тор 18 давлени , калорифер, электромагнитный клапан 16. фильтр 9, откачиваетс  либо насосом 6, либо, мину  насос 6, при закрытом клапане 7 попадает в атмосферу, проход  через электромагнитный клапан 21 и предохранительный клапан 16. Если процесс эпитаксии в реакторе 2 осуществл ют при атмосферном давлении, то парогазова  смесь после реактора 2 обычно проходит через оба калорифера. При этом все электронамагниченные клапаны, кроме клапана 7, и дросселирующий клапан 10 открыты и парогазова  смесь проходит

через предохранительный клапан 16. Парогазовую смесь, поступающую в калорифер , подвергают высокотемпературному нагреву ffcoО С) ПРИ помощи нагревател 

24. В результате этого осуществл етс  разложение  довитых составл ющих парогазовой смеси, которые легко улавливаютс  в калорифере. В частности, примен емый при эпитаксии арсин при нагреве разлагаетс 

0 на водород и газообразный мышь к. Водород на выходе из системы сжигаетс , а мышь к в холодильнике 32 превращаетс  в пылевидные частицы, которые легко осаждаютс  во вкладыше 33.

5 С целью повышени  турбулентности парогазовой смеси на поверхности трубы 25 стакана 31 выполнены кольцевые проточки 28 и 38, на поверхности холодильника 32 и вкладыша 33 - спиралеобразные проточки

0 39 и 41, создающие лабиринт дл  прохода парогазовой смеси. В результате этого создаетс  более развита  поверхность соприкосновени  молекул смеси и резко повышаетс  турбулентность газового пото5 ка, что сопровождаетс  эффективным нагревом и разложением смеси с последующим осаждением во вкладыше 33  довитых веществ в виде твердых частиц, при этом длину зон нагрева И и охлаждени 

0 г подбирают экспериментально, исход  из необходимого в реакторе 2 пониженного давлени , величины газового потока, полного разложени   довитых веществ и их охлаждени  до комнатной температуры.

5 Пропускна  способность сечени  между коаксиально расположенными.трубой 25, стаканом 31, холодильником 32 и вкладышем 33, варьировалась за счет подбора их диаметров .

0С целью обеспечени  более плотной посадки и контакта с охлаждаемой поверхностью трубы 25 вкладыш 33 имеет несколько больший диаметр и содержит паз 42, исключающий его заклинивание. Вкладыш 33 по5 мимо охлаждени  парогазовой смеси выполн ет функцию накопител  пылевидных частиц мышь ка. Его вынимают вместе с холодильником 32 при очистке калорифера . Наличие спиральных канавок на холо0 дильнике 32 и вкладыше 33 позвол ет, не уменьша  пропускной способности и сечени  при откачке парогазовой смеси, обеспечить легкоразъемное соединение и удобный съем холодильника 32 вместе с вкладышем

5 33 при очистке калорифера от скопившихс  пылевидных частиц  довитых веществ.

По мере запылени  вкладыша 33 охладител  частицами некоторые из них проникают за калорифер и их окончательное улавливание осуществл етс  фильтром 9.

Таким образом, обеспечиваетс  повышение надежности и безопасности работы установки .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Установка дл  газовой эпитаксии полупроводниковых соединений по МОС-гид- ридной технологии, включающа  реактор с патрубками дл  ввода и вывода газов, систему подачи газовых реагентов, средство очистки отход щих газов, соединенное своим входным патрубком с патрубком дл  вывода газов из реактора, а выходной патрубок средства очистки соединен через фильтр с вакуумным насосом и трубопроводом сброса отход щих газов на факел, о т- личающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и безопасности работы, ус- тановка снабжена дополнительным средством очистки, соединенным с патрубком дл  вывода газов из реактора параллельно основному средству очистки, и каждое средство очистки выполнено в виде

   15Л

   калорифера, имеющего на прол вополож- ных концах рубашки охлаждени  и нагреватель , установленный между ними.
2. 2. Установка по п.1, отличающа с   тем, что калорифер выполнен в виде трубы с установленным в ней коаксиально в области нагревател  стаканом, обращенным дном к входному патрубку, в дне стакана закреплен металлический стержень с

   экранами в форме дисков, имеющих смещенные относительно друг друга отверсти , на внутренней поверхности трубы и н-аружной поверхности стакана выполнены со смещением кольцевые проточки, у выходного патрубка в трубе плотно установлен вкладыш со спиралеобразной проточкой на внутренней поверхности, внутри вкладыша размещен холодильник в виде герметичного цилиндра с трубкой дл  подвода хладагента и на наружной поверхности цилиндра выполнена спиралеобразна  проточка, смещенна  относительно проточки во вкладыше.

   14

   Фм.1

   & 28 25 24

   ; v

   Фиг. 2

   Л