Выращивание монокристаллов путем химических реакций реакционноспособных газов, например химическим осаждением из паровой фазы: ..средства для подачи или выпуска газов, изменение потока реакционноспособных газов – C30B 25/14

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для реакторов осаждения. Пары (101) прекурсора подаются через крышку реакционной камеры по подающей линии (141, 142) в реакционную камеру реактора осаждения (110). Устанавливается вертикальный поток паров прекурсора, который вводится в вертикальном направлении сверху вниз в промежутки между вертикально расположенными подложками (170). Материал осаждается на поверхностях партии вертикально расположенных подложек (170). Изобретение позволяет повысить производительность и сократить среднее время между операциями обслуживания. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к производству стержней поликристаллического кремния. Способ осуществляют в реакторе, содержащем донную плиту, образующую нижнюю часть реактора и колоколообразный вакуумный колпак, прикрепленный с возможностью снятия к донной плите, в котором на донной плите расположено множество газоподводящих отверстий для подачи сырьевого газа снизу вверх в реактор, и газовыводящих отверстий для выпуска отработанного газа после реакции, и в котором множество газоподводящих отверстий расположено концентрически по всей площади, охватывающей верхнюю поверхность донной плиты, в которой устанавливают множество кремниевых затравочных стержней, причем кремниевые затравочные стержни нагревают, и поликристаллический кремний осаждают из сырьевого газа на поверхностях кремниевых затравочных стержней, при этом прекращают подачу сырьевого газа из газоподводящих отверстий вблизи центра реактора в течение заданного времени, в то время как подают сырьевой газ из других газоподводящих отверстий на ранней стадии реакции, и обеспечивают путь для нисходящего газового потока после столкновения с потолком вакуумного колпака. Изобретение позволяет эффективно производить высококачественный поликристаллический кремний. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технологии получения стержней из поликристаллического кремния. Способ включает нагрев множества кремниевых стержней-затравок, помещенных в реакционную печь, с последующим осаждением на поверхностях кремниевых стержней-затравок поликристаллического кремния с помощью сырьевого газа, испускаемого из газовыпускных отверстий, расположенных во внутренней нижней части реакционной печи. Способ включает этап стабилизации осадка, на котором скорость испускания сырьевого газа из газовыпускных отверстий плавно повышают на первой стадии осаждения поликристаллического кремния, при этом 5-15% газовыпускных отверстий закрыто; этап придания формы, на котором первую скорость испускания повышают при скорости повышения более высокой, чем скорость повышения на этапе стабилизации, а затем скорость испускания плавно повышают при скорости, более низкой, чем скорость повышения; при этом длительность, требуемая для этапа придания формы, соответствует 20-35% от общей продолжительности осаждения поликристаллического кремния и 30-55% газовыпускных отверстий закрыто; и этап роста, на котором после этапа придания формы скорость испускания сырьевого газа снижают за счет уменьшения количества закрытых газовыпускных отверстий по сравнению с этапом придания формы. Изобретение позволяет получать большее количество высококачественного поликристаллического кремния, имеющего гладкую морфологию поверхности путем эффективного предохранения поверхности кремниевых стержней от деформации. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил., 8 пр.

Изобретение относится к технологии производства поликристаллического кремния. Реактор содержит установленный внутри него кремниевый затравочный стержень, нагреваемый посредством подачи электричества, патрубки 6 для подачи газообразного исходного материала, установленные в нижней части 2 реактора, сопла 10 для подачи газообразного исходного материала, которые проходят снизу вверх от патрубков 6, обеспечивая соединение с возможностью сообщения, при этом сопла 10 имеют сужающуюся цилиндрическую форму и включают сквозное отверстие 12, наружную периферическую боковую поверхность 11, внутреннюю периферическую боковую поверхность 12а, поверхность 13 меньшего диаметра на верхнем конце сопла 10, поверхность 15 большего диаметра, которая является торцевой поверхностью на противоположной стороне от поверхности 13 меньшего диаметра, отверстие 14, сформированное в поверхности 13 меньшего диаметра, и цилиндрическое отверстие 16, сформированное в поверхности 15 большего диаметра, при этом наружная периферическая боковая поверхность 11 и внутренняя периферическая боковая поверхность 12а сквозного отверстия 12, выполненного внутри сопел 10, уменьшаются в диаметре по направлению вверх, цилиндрическое отверстие 16 имеет центральную ось, которая совпадает с центральной осью сквозного отверстия 12, цилиндрическое отверстие 16 посажено на патрубок 6 для подачи газообразного исходного материала, посредством чего сопло 10 крепится к патрубку 6, и верхний край 13 сопла 10 устанавливается на высоте в пределах от -10 см до +5 см по отношению к верхнему краю электрода, который удерживает кремниевый затравочный стержень. За счет стабильности подачи газообразного исходного материала на поверхность кремниевого затравочного стержня предотвращается появление нежелательной морфологии в виде попкорна, что способствует улучшению качества и повышению выхода поликристаллического кремния. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Изобретение касается конструкции источника устройства для нанесения покрытия методом парофазной эпитаксии (VPE). Источник содержит резервуар 2, содержащий жидкий или твердый исходный материал 1 и имеющий по направлению вверх отверстие, подающую линию 3 для реактивного газа 4, который вступает в реакцию с исходным материалом 1 для образования содержащего исходный материал технологического газа 5, крышку 6, находящуюся непосредственно на исходном материале 1, причем крышка 6 образует между собой и поверхностью 7 исходного материала 1 объем 8 для прохождения реактивного газа 4 параллельно поверхности 7, в который входит подающая линия 3, и плавает на исходном материале 1 с помощью поплавков 9, выступающих снизу крышки 6, при этом поплавки 9 образованы полыми телами цилиндрической формы, открытыми по направлению вверх. Изобретение обеспечивает стабилизацию реакции в источнике по времени. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к изготовлению полупроводниковых приборов путем нанесения полупроводниковых материалов на подложку и может быть использовано в полупроводниковой промышленности. Способ выращивания кристаллов нитридов металлов III группы из газовой фазы включает размещение подложки 12 в верхней части реактора над источником металла III группы 5 и подачу к поверхности подложки 12 в направлении, противоположном направлению силы тяжести газовых потоков, каждый из которых содержит, по крайней мере, один химически активный газ и, по крайней мере, один несущий газ. Для повышения рентабельности процесса устанавливают расходы химически активных газов, удовлетворяющие условию: G_V /G_III=5÷1000, где G_V - мольный расход химически активных газов, включающих элемент V группы - азот, например аммиак, G_III - мольный расход химически активных газов, содержащих металл III группы, смешивают каждый химически активный газ с, по крайней мере, одним несущим газом до получения газовых потоков, в которых общая плотность газовой смеси, содержащей химически активный газ, включающий металл III группы, меньше общей плотности газовой смеси, содержащей химически активный газ, включающий элемент V группы - азот. Такое соотношении плотностей газовых смесей позволяет улучшить структуры газовых потоков в реакторе и устранить вихревое рециркуляционное течение под подложкой. Затем подают полученные газовые потоки в направлении подложки 12 по кольцевым каналам 8, 9, 10, сформированным симметрично относительно оси реактора. Изобретение позволяет улучшить качество кристаллов и управляемость процесса за счет совершенствования структуры газовых потоков в реакторе. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технологии производства гетероэпитаксиальных структур карбида кремния на кремнии, которые могут быть использованы в качестве подложек при изготовлении элементов полупроводниковой электроники, способных работать в условиях повышенных уровней радиации и высоких температур. Реактор для синтеза гетероэпитаксальных пленок карбида кремния на кремниевой подложке путем химического осаждения из газовой фазы включает кварцевую трубу с размещенным в ней контейнером 5 с подложкой 1, нагреватели 6 с резистивным или индукционным типом нагрева и средства подачи в зону синтеза компонентов пленки и водорода, при этом средство подачи водорода содержит активный водород и выполнено в виде трубок 9, расположенных в верхней и нижней стенках контейнера 5 и содержащих отверстия, направленные по нормали к подложке 1, а средство подачи компонентов пленки размещено в испарителе 10 с газораспределительным кольцом с отверстиями, через которые данные компоненты вводятся в зону синтеза параллельно подложке, при этом указанные средства подачи размещены отдельно друг от друга. Отличительная особенность реактора заключается в том, что нагреватели и подложки располагаются параллельно, образуя сэндвич. Данная конструкция позволяет более эффективно использовать излучение от каждого нагревателя. Синтез пленки карбида кремния осуществляют в условиях пониженного давления от 5·10² до 5·10^-2 Па на поверхности как минимум двух кремниевых подложек, имеющих температуру от 800 до 1380°С, и при температуре водорода выше температуры подложки и компонентов пленки как минимум на 100°С. Изобретение позволяет синтезировать высококачественные гетероэпитаксиальные монокристаллические пленки карбида кремния на кремнии при температурах до 1400°С. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к конструкции устройств, специально предназначеных для выращивания кристаллов из газовой фазы путем химических реакций реакционноспособных газов. Устройство для выращивания кристаллов из газовой фазы, преимущественно нитридов металлов III группы, включает вакуумированный реактор 1, расположенные внутри реактора средство 2 для закрепления подложки 3 и по крайней мере один источник 4 металла III группы, содержащий металл III группы в жидком состоянии, а также, по крайней мере, один герметизированный ввод 5, соединяющий внутреннюю часть реактора с источником подачи газового реагента и, по крайней мере, одно средство 8 для вывода газов из реактора. Устройство дополнительно содержит, по крайней мере, один вакуумированный контейнер 9 с металлом III группы в жидком состоянии, расположенный снаружи реактора 1, внутренний объем которого, заполненный газом, соединен вакуумированным каналом 11 с внутренним объемом реактора 1, связь между металлом III группы в жидком состоянии в контейнере 9, расположенном снаружи реактора, и в источнике 4 металла III группы, расположенном внутри реактора, обеспечивается по принципу сообщающихся сосудов вакууммированным каналом 15, проходящим через герметизированный ввод 5 в вакуумный реактор 1, при этом контейнер 9 с металлом III группы в жидком состоянии, расположенный снаружи реактора, выполнен с возможностью вертикального перемещения. Повышение стабильности процесса роста кристаллов и упрощение эксплуатации оборудования обеспечивается за счет возможности контроля уровня металла в жидком состоянии и пополнения количества металла в расположенном внутри реактора источнике без демонтажа оборудования. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике для выращивания кристаллов карбида кремния на подложках. Устройство содержит камеру (1), расположенную вдоль оси, причем камера (1) включает отдельные средства (2, 3) для входа газов, содержащих углерод, и для газов, содержащих кремний, средство для поддерживания подложки (4), расположенное в первой концевой зоне (Z1) камеры, средство для выпуска отработанных газов (5), расположенное вблизи средства для поддерживания (4), и средство для нагревания, обеспечивающее нагревание камеры (1) до температуры свыше 1800°C; средство (2) для входа газов, содержащих кремний, которое размещено, сформировано и отрегулировано таким образом, что газы, содержащие кремний, входят во вторую концевую зону (Z2) камеры; средство (3) для входа газов, содержащих углерод, которое размещено, сформировано и отрегулировано таким образом, что углерод и кремний контактируют, по существу, в центральной зоне (ZC) камеры, удаленной и от концевой первой зоны (Z1) и от концевой второй зоны (Z2), при этом средство (2) для входа газов, содержащих кремний, содержит трубку, которая открыта во вторую зону (Z2) камеры и которая имеет в области ее концевой части ячейку для испарения жидких кремниевых частиц. Изобретение позволяет выращивать кристаллы карбида кремния с однородной кристаллической структурой и однородным химическим составом с постоянной скоростью роста. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии осаждения полупроводниковых, диэлектрических и металлических слоев при пониженном давлении. Устройство для получения слоев из газовой фазы при пониженном давлении включает камеру осаждения, состоящую из внутреннего реактора в виде горизонтальной трубы с продольными отверстиями, равномерно расположенными в шахматном порядке на ее стенках, установленной коаксиально внешнему реактору, выполненному в виде горизонтальной трубы, образующему с внутренним реакторам камеру подачи газореагентов, снабженную патрубками для ввода газореагентов, откачную систему, снабженную тремя вакуумными затворами, два из которых расположены в откачной системе вакуумного насоса, подсоединенной к концам камеры осаждения через камеры откачки, а третий затвор размещен между ними, симметрично камере осаждения, и нагреватель. Камера подачи газореагентов снабжена дополнительным патрубком, выполненным в виде вакуумированной кварцевой трубки, введенной до середины камеры подачи газореагентов, при этом выходное отверстие дополнительного патрубка расположено между продольными отверстиями внутреннего реактора. Предложенная конструкция реактора обеспечивает создание изотермическиих и изобарических условий осаждения слоев, что приводит к устранению неоднородности свойств слоев по зоне осаждения (сопротивления, скорости травления, размера зерен, направления роста и других параметров). 2 ил.

Изобретение относится к получению полупроводниковых соединений А³В⁵, используемых для изготовления подложек GaN, GaAs, GaP и др. Устройство для подачи паров хлорида галлия при газофазном осаждении соединений А³В⁵ содержит две соединенные между собой емкости, одна из которых предназначена для хранения хлорида галлия, а другая - для дозирования паров хлорида галлия в зону осаждения потоком газа-носителя. Устройство содержит термостат, в котором размещены упомянутые емкости, при этом емкость для дозирования жестко закреплена в нем, а емкость для хранения закреплена с возможностью перемещения в вертикальном направлении относительно емкости для дозирования. Емкости содержат верхний и боковой патрубки для ввода и вывода газа-носителя соответственно, при этом боковой патрубок емкости для хранения соединен с верхним патрубком емкости для дозирования, и нижние патрубки для перемещения жидкого хлорида галлия из емкости в емкость, соединенные между собой. Все соединения выполнены гибкими трубопроводами. Термостат размещен на пьедестале с возможностью поворота на 90 градусов вокруг горизонтальной оси, совпадающей с осью входного патрубка емкости хранения и выходного патрубка емкости дозирования. Устройство обеспечивает получение массивных (толщиной свыше 1 мм) слоев соединений А³В⁵ с заданными характеристиками (толщина, состав и др.) за счет поддержания постоянной концентрации хлорида галлия в газе-носителе по мере его расходования в процессе выращивания слоев. 1 ил.