Brevet FR2532334A1 — publié le 19840302

Creuset compartimente' à tiroir pour dépôts épitaxiaux multicouches notamment sur substrat semi-conducteur L'invention concerne un creuset compartimenté à tiroir pour dépôts épitaxiaux multicouches notamment sur substrat semi-conducteur. Un tel creuset comporte de manière connue - un tiroir mobile selon une direction horizontale "longitudinale", constitué d'un matériau non polluant "tendre" présentant une surface supérieure plane dans laquelle un logement est usine en creux pour pouvoir recevoir sans laisser de vide un substrat de manière que la face supérieure de ce substrat soit en léger retrait par rapport à celle du tiroir, - une succession longitudinale de compartiments pour contenir des solutions liquides saturées propres à former ledit dépôt epitaxial, chacun de ces compartiments présentant une paroi avant, une paroi arrière et deux parois latérales disposées au-dessus de ce tiroir de manière que la surface superieure de ce tiroir et le substrat constituent le fond de ces compartiments, - et un corps constitué d'un matériau non polluant "tendre" usiné pour former d'une part des parois de chacun de ces compartiments et d'autrepart une glissière longitudinale pour guider le tiroir avec un faible Seu de manière a assurer l'étanchéité du fond des compartiments lorsque le tiroir coulisse dans la glissière. Les divers compartiments reçoivent des solutions diverses de manière à permettre par avancement pas à pas du tiroir de placer le substrat en position de recevoir une succession de couches épitaxiales superposées de diverses compositions. Dans un creuset connu, les parois avant, arrière et latérales sont formées dans un même bloc de graphite par usinage Le frottement de la surface supérieure du tiroir, également réalisé en graphite, contre le bord inférieur des parois arrière-et avant des compartiments entraine l'usure progressive de cette surface et de ces bords. Après la réalisation d'un certain nombre de dépôts multicouches, par exemple 20 dépôts multicouches, cette usure est telle que chaque avancement du tiroir d'un pas entraîne une quantité excessive de la solution de chaque compartiment dans le compartiment suivant. La composition correcte des solu tions dans les divers compartiments ne peut plus alors outre maintenue, et le creuset doit être remplacé. Or sa fabrication est coûteuse. La présente -invention a pour but la réalisation d'un creuset compartimenté à tiroir simple, peu coûteux et permettant d'effectuer de nombreux dépôts Bpitaxiaux multicouches sans entrainement gênant d'un compartiment à l'autre des solutions formant les divers couches. Grâce à l'invention le nombre de ces dépôts multicouches peut être par exemple de 500 alors que l'épaisseur parasite de solution entrainée par la surface du substrat reste toujours inférieure à 100 microns. Ce résultat est obtenu grace au fait que, dans le creuset selon l'invention, les parois avant et/ou arrière de certains au moins des compartiments sont constituées par des plaquettes separatrices planes d'un matériau non polluant "dur", qui est plus dur que lesdits matériaux "tendres" et dont le bord inférieur est poli parallèlement à la surface supérieure du tiroir pour former des arêtes vives propres à racler cette surface supérieure pour empêcher l'entratnemont d'une couche liquide mince par cette surface supérieure lorsque le tiroir coulisse et pour limiter à une valeur acceptable l'épaisseur de la couche liquide entrainée par la surface supérieure du substrat, - ledit corps présentant deux flancs latéraux constituant les parois latérales des compartiments et creusés de rainures verticales pour guider les bords latéraux des plaquettes séparatrices et permettre d'abaisser ces plaquettes au fur et à mesure de l'usure de la surface supérieure du tiroir pour maintenir le contact entre cette surface et le bord inférieur des plaquettes, - ledit logement présentant une largeur inférieure à celle des plaquettes séparatrices de manière à permettre l'appui de deux parties latérales "portantes" de ce bord inférieur des plaquettes sur deux bandes latérales de la surface supérieure du tiroir de part et d'autre du logement lorsque la partie médiane de ce bord est au-dessus du substrat posé dans le logement. De préférence ledit matériau non polluant tendre est choisi dans le groupe comportant les graphites et le nitrure de bore, ledit matériau non polluant dur étant choisi dans le groupe comportant le carbone vitrifié, le nitrure de bore, les graphites de densité supérieure à celle de ce matériau tendre, l'alumine le carbure de silicium, le diamant et le quartz. A l'aide des figures ci-jointes on va décrire ci-aprèsj à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre de l'invention. La figure 1 représente une vue en perspective d'un creuset selon l'invention, les joues de blocage étant déchirées, une plaquette séparatrice étant levée, le tiroir étant en position reculée au maximum vers l'arrière, avant mise en place d'un substrat dans son logement. La figure 2 représente une vue de dessus du tiroir de ce creuset. La figure 3 représente une vue de dessus de ce creuset avec les Joues de blocage partiellement déchirées. La figure 4 représente une vue de creuset- en coupe transversale selonun plan IV-IV de la figure 3. Le creuset représenté comporte, comme connu - un tiroir 1 mobile selon une direction horizontale "longitudinale", constitué d'un matériau non polluant -"tendre" présentant une surface supérieure plane la dans laquelle un logement 2 est usiné en creux pour pouvoir recevoir sans laisser de vide un substrat de manière que la face supérieure de ce substrat soit en léger retrait par rapport à celle du tiroir? - une- successiOn longitudinale de compartiments 3 pour contenir des solutions liquides saturées propres à former ledit dépôt épitaxial, chacun de ces compartiments présentant une paroi avant Pi, une paroi arrière P2 et deux parois latérales B,-B'1 disposes au dessus de ce tiroir de manière que la surface supérieure de ce tiroir et le substrat constituent le fond de ces compartiments, - et un corps 4 constitué d'un matériau non polluant "tendre" usiné pour former d'une part des parois de chacun de ces compartiments et d'autre part une glissière longitudinale pour guider le tiroir avec un faible Jeu de manière à assurer l'étanchéité du fond des compartiments lorsque le tiroir coulisse dans la glissière. La longueur du tiroir est suffisante pour qu'il occupe le fond de tous les compartiments successifs, aussi bien lorsqu'il est reculé au maximum comme représenté, pour sortir le logement 2 et permettre d'y placer un substrat non représenté, que lorsque ce logement avance ensuite 'd'abord sous tous les compartiments successifs contenant les diverses solutions de dépôt puis continu d'avaneer et sort du corps pour permettre de reprendre aisément le substrat revêtu par les divers dépôts. Le corps 4 comporte un bloc transversal avant 4b- et un bloc transversal arrière 4C réunies par deux bases hd et 4g s'étendant longitudinalement. Ces deux blocs transversaux comportent chacun une ouverbure pour le passage du tiroir 1.Dans ces deux bases sont formées deux saignées s'étendant longitudinalement pour recevoir un fond ha disposé immediatement sous le tiroir 1. Selon la présente invention les parois avant et/ou arrière de certains au moins des- compartiments sont constituées par des plaquettes séparatrices planes Pi, P2, P3 etc.... d'un matériau non polluant "dur" qui est plus dur que lesdits matériaux "tendres" et dont le bord inférieur 5 est poli parallèlement à la surface supérieure la du tiroir 1 pour former des arêtes vives propres à racler cette surface supérieure pour empêcher l'entratnemcnt d'une couche liquide mince par cette surface supérieure lorsque le tiroir coulisse et pour limiter à une valeur acceptable l'épaisseur de la couche liquide entraînée par la surface supérieure du substrat, - ledit corps 4 présentant deux flancs latéraux B1, B2, B3;; B'1 B'2, B'3. constituant les parois latérales des compartiments et creusés de rainures verticales 6 pour guider les bords latéraux des plaquettes separatri-ces et permettre d'abaisser ces plaquettes au furet à mesure de usure de la surface supérieure du tiroir pour maintenir le contact entre cette surface et le bord inférieur des plaquettes, - ledit logement 2 présentant une largeur inférieure à celle des plaquettes PI, P2, P3 séparatrices de manière à permettre l'appui de deux parties latérales "portantes" de ce bord inférieur des plaquettes sur deux bandes latérales lb, îc de la surface supérieure du tiroir de part et d'autre du logement lorsque la partie médiane de ce bord est audessus du substrat posé dans le logement. En pratique, et comme représenté, tous les six compartiments sont identiques, de même-que toutes les plaquettes séparatrices qui constituent toutes les parois avant et arrière de tous les compartiments et qui sont au nombre de 7, dans le cas où on veut pouvoir déposer six couches épitaxiales superposées sur un substrat. De préférence la largeur de chacune des deux dites bandes latérales lb, 1c de la surface supérieure la du tiroir 1 est au moins égale à 5% de la largeur de cette surface, de manière à éviter une usure trop rapide de ces deux bandes latérales. De préférence encore les deux flancs latéraux dudit corps présen tent la forme dune succession longitudinale de blocs parallélépipédiques rectangles B1, B2, B3, B'1, B'2, B'3 séparés par des intervalles constituant lesdites rainures verticales 6, - lesdites plaquettes séparatrices P1, P2, P3 présentant une largeur supérieure à celle du corps avec ces deux flancs latéraux de manibre à ce que chacune d'entre elles déborde latéralement de ce corps, - le creuset comportant en outre deux joues de blocage 7 s'étendant longitudinalement à l'intérieur des deux flancs latéraux du corps et appuyant latéralement sur les bords latéraux des plaquettes séparatrices de manière à bloquer celles-ci et à les empêcheur de se soulever, et des moyens de fixation 8 pour fixer ces joues audit corps, l'une au moins de ces joues de blocage étant fixée à celui-ci de manière amovible pour permettre d'abaisser les plaquettes séparatrices. En fait les deux joues de blocage sont identiques, leurs moyens de fixation 8 étant constitues par des vis s'engageant dans des blocs transversaux 4b et 4c. REVENDICATIONS 1/ Creuset compartimenté à tiroir pour dépôts épitaxiaux notamment sur substrat semi-conducteur, ce creuset comportant - un tiroir (1) mobile selon une direction horizontale "longitudinale", constitué d'un matériau non polluant "tendre", présentant une surface supérieure plane (la) dans laquelle un logement (2) est usiné en creux pour pouvoir recevoir sans laisser de vide un substrat de manière que la face supérieure de ce substrat soit en léger retrait par rapport à celle du tiroir, - une succession longïtudinale de compartiments (3) pour contenir des solutions liquides saturées propres à former ledit dépôt épitaxial, chacun de ces compartiments présentant une paroi avant (P1), une paroi arrière (P2) et deux parois latérales (B1, B'1) disposées au-dessus de ce tiroir de manière que la surface supérieure de ce tiroir et le substrat constituent le fond de ces compartiments, - et un corps (4) constitué d'un matériau non polluant "tendre" usiné pour former d'une part des parois de chacun de ces compartiments et d'autre part une glissière longitudinale pour guider le tiroir avec un faible jeu de manière à assurer l'étanchéité du fond des compartiments lorsque le tiroir coulisse dans la glissière, - ce creuset étant caractérisé par le fait que les parois avant et/ou arrière de certains au moins des compartiments sont constituées par des plaquettes séparatrices planes (P1, P2, P3 etc...) d'un matériau non polluant "dur", qui est plus dur que lesdits matériaux "tendres" et dont le bord inférieur (5) est poli parallèlement à la surface supérieure (la) du tiroir (1) pour former des arêtes vives propres à racler cette surface supérieure pour empocher l'entraînement d'une couche liquide mince par cette surface supérieure lorsque le tiroir coulisse et pour limiter à une valeur acceptable l'épaisseur de la couche liquide entrainée par la surface supérieure du substrat, - ledit corps (4) présentant deux flancs latéraux (B1, 32, B3, B'1, B'2, B'3 ...) constituant les parois latérales des compartiments et creusés de rainures verticales (6) pour guider les bords latéraux des plaquettes séparatrices et permettre d'abaisser ces plaquettes au fur et à mesure de l'usure de la surface supérieure du tiroir pour maintenir le contact entre cette surface et le bord inférieur des plaquettes, - ledit logement (2) présentant une largeur inférieure à celle des plaquettes séparatrices (P1, P2, P3) de manière à permettre l'appui de deux parties latérales "portantes" de ce bord inférieur des plaquettes sur deux bandes latérales (1b, 1c) de la surface supérieure du tiroir de part et d'autre du logement lorsque la partie médiane de ce bord est au-dessus du substrat posé dans le logement. 2/ Creuset selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit matériau non polluant tendre est choisi dans le groupe comportant les graphites et le nitrure de bore, ledit matériau non polluant dur étant choisi dans le groupe comportant le carbone vitrifie, le nitrure de bore, les graphites de densité supérieure à celle do ce matériau tondre, l'alu- mine, le oarbure de silicium, le diamant et le quartz. 3/ Creuset selon la revendication 1, caractérisé- par le fait que la largeur de chacune des deux dites bandes latérales (1b, 1c) de la surface supérieure (la) du tiroir (1) est au moins égale à 5% de la largeur de cette surface, de manière à éviter une usure trop rapide deoes deux bandes latérales. lI/ Creuset selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux flancs latéraux dudit corps présentent la forme d'une succession longitudinale de blocs parallélépipédiques rectangles (B1, B2, B3, B'1, B'2, B'3) séparés par des intervalles constituant lesdites rainures verti-- cales (6), - lesdites plaquettes séparatrices (P1, P2, P3) pressentant une largeur supérieure à ocelle du corps avec ces deux flancs latéraux de manière à ce que chacune d'entre elles déborde latéralement de ce corps, - le creuset comportant en outre deux joues de blocage (7) s'étendant longitudinalement à l'intérieur des deux flancs latéraux du corps et appuyant latéralement sur les bords latéraux des plaquettes séparatrices de manière à bloquer celles-ci et à les empêcher de se soulever, et des moyens de fixation (8) pour fixer ces joues audit-corps, l'une au moins de ces joues de blocage étant fixée à celui-ci de manière amovible pour permettre d'abaisser les plaquettes séparatrices.