Brevet FR2641901A1 — publié le 19900720

La présente invention concerne un suscepteur per- fectionné destiné à être utilisé dans un dispositif verti- cal pour réaliser une croissance en phase vapeur pour la fabrication de pastilles semiconductrices. Au Japon, on connaît, d'une manière très répan- due, différents dispositifs pour réaliser une croissance en phase vapeur, par exemple du type décrit dans la demande de brevet japonais publiée sous le N 60-160611. Un dispositif vertical classique pour réaliser une croissance en phase vapeur inclut un four du type à cloche réalisé en un verre quartzeux ou en acier inoxydable et un suscepteur en forme de disque; réalisé en graphite et placé dans le four. Une bobine spirale à haute fréquence est placée au-dessous du suscepteur de manière à le chauf- fer. Plusieurs pastilles' sont disposées sur la. face supé- rieure du suscepteur de manière à être chauffées par ce dernier. Un gaz épitaxial formé d'un composé du silicium ainsi qu'un gaz porteur traversent le four à cloche, puis circulent sur la face supérieure du suscepteur de manière à venir en contact avec les pastille pour réaliser la crois- sance en phase vapeur, alors que le suscepteur tourne au- tour de son axe central. Dans ce suscepteur classique, lorsque les pas- tilles sont placées sur la face supérieure du suscepteur, les surfaces supérieures des pastilles et le suscepteur sont disposées à des niveaux différents. Normalement, les surfaces supérieures des pastilles sont à un niveau plus élevé que la surface supérieure du suscepteur. Dans de tels cas, lorsque les surfaces supé- rieures des pastilles et du suscepteur au voisinage des pastilles possèdent une forme étagée, un revêtement déposé pendant l'étape de croissance épitaxiale peut être modifié ou avoir tendance à posséder une épaisseur irrégulière. En particulier, il est difficile de cozmander de façon précise l'épaisseur du revêtement sur la périphérie de chaque pas- 26419A1 tille. La présente invention a pour but de fournir un suscepteur utilisable pour un dispositif vertical pour réa- liser une croissance en phase vapeur, dans lequel l'épaisseur d'un revêtement formé sur une pastille peut être commandée de façon précise. Ce problème est résolu dans un suscepteur destiné à être utilisé dans un dispositif vertical pour réaliser une croissance en phase vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte un corps possédant une surface supérieure, une pluralité de zones utilisées pour la mise en place de pas- tilles et formées dans la surface supérieure du corps du suscepteur, et des moyens en forme de plaques fixes à la surface supérieure du corps du suscepteur à proximité des zones de mise en place des pastilles, et que les moyens en forme de plaques possèdent une surface supérieure telle que, lorsque des pastilles sont installées respectivement au niveau des zones de mise en place des pastilles, les surfaces supérieures des moyens en forme de plaques et des pastilles sont situées sensiblement au même niveau. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe verti- cale montrant schématiquement une partie principale d'un dispositif vertical pour réaliser une croissance en phase vapeur conforme à la présente invention; - la figure 2 représente une vue en coupe mon- trant une autre forme de réalisation de l'invention; et - la figure 3 représente une vue en plan d'une plaque modifiée. Comme représenté sur la figure 1, un dispositif vertical pour réaliser une croissance en phase vapeur com- porte un suscepteur perfectionné. En dehors du suscepteur 12, le dispositif peut-posséder une structure classique. Le suscepteur possède un corps 12 réalisé en un matériau à base de carbone et un revêtement de SiC (non re- présenté), formé d'une manière précise sur le matériau de base. L'épaisseur du revêtement de SiC est de 60 microns. Le revêtement de SiC du suscepteur peut posséder une épaisseur irrégulière. Par exemple, la surface supé- rieure du suscepteur peut posséder un revêtement de SiC re- lativement mince possédant une épaisseur de 60 microns, tandis que la surface inférieure du suscepteur peut possé- der un revêtement de SiC épais possédant une épaisseur de microns. De préférence, le rapport de l'épaisseur du re- vêtement situé sur la surface supérieure à l'épaisseur du revêtement situé sur la surface inférieure est compris entre 1,1 et 1,5. Le suscepteur 12 possède une pluralité de zones 17, sur lesquelles des pastilles 5 doivent être installées comme représenté sur la figure 1. Chaque zone 17 de mise en place d'une pastille possède la forme d'un renfoncement et est circulaire selon une vue en plan. Elle possède égale- ment une surface lisse. Les zones 17 de mise en place des pastilles sont disposées suivant deux rangées à des inter- valles réguliers autour de l'axe central du suscepteur 12. Plusieurs plaques 16 de verre quartzeux ou de silice fondue sont disposées à proximité des zones 17 de mise en place des pastilles. Les plaques 16 sont enchâssées dans le corps 12 du suscepteur. C'est-à-dire qu'on aménage des renfonce- ments ou des gorges dans la surface supérieure du suscep- teur 12 et qu'on fixe ensuite les plaques 16 dans les ren- foncements ou les gorges. On peut fixer les plaques 16 au corps 12 du suscepteur à l'aide d'adhésifs. Les plaques formées de.verre quartzeux ou de si- lice fondue 16 sont stables pour les pastilles, à la tempé- rature de croissance épitaxiale et possèdent une excellente résistance chimique vis-à-vis du gaz HCl au moment du ne4t- toyage et possèdent une grande pureté. Les plaques 16 sont conformées et mises en place de manière que les surfaces supérieures des pastilles 5 et- du suscepteur 12 soient sensiblement au même niveau hori- zontal si les pastilles 5 sont installées de façon précise sur les zones 17 les recevant, comme représenté sur la fi- gure 1. Dans de telles conditions, la surface supérieure du suscepteur 12 et les surfaces supérieures de toutes les pastilles situées dans les zones 17 de mise en place des- dites pastilles sont situées dans un plan horizontal com- mun. Si des cristaux semiconducteurs, comme par exemple du Si, sont formés sur les plaques 16, on Ies élimine alors au moyen d'un procédé de corrosion. De préférence, on les sou- met à un traitement de corrosion à l'aide de HC! lors de chaque cycle de croissance épitaxiale. Une canalisation de support 1l est disposée d'une manière concentr-cue autour d'une canalisation 14 d'amenée du gaz. L'ensemble formé par la canalisation de support il et au moins sa partie formant bride lia possède un matériau de base formé d'un matériau céramique Si3N4 fritté ou de n'importe quel autre matériau possédant le même coefficient de dilatation thermique, et un revêtement de Si3N4 formé sur la surface du matériau de base. On choisit l'épaisseur du revêtement de Si304 de manière à empêcher une sortie des impureteés contenues dans le matériau de base. On peut donner à la partie formant bride lia de la canalisation de support 11 n'importe quelle forme, la forme n'étant pas limitée à celle représentée. Par exemple, dans une forme de réalisation modifiée de l'invention, la partie formant bride lia n'est pas fixée à la canalisation de support il dans une position constante, mais peut être réglée dans des positions verticales le long de cette cana- lisation, si cela s'avère souhaitable. Le suscepteur 12 possède en son centre un trou traversant dont le bord intérieur est supporté par la par- tie formant bride l1a de la canalisation de support il. Le suscepteur 12 peut tourner conjointement avec la canalisa- tion de support 11, de façon classique, tout en étant main- tenu dans une position horizontale. La canalisation 14 d'amenée du gaz est toujours maintenue en position fixe et ne tourne pas. Une bobine à haute fréquence 13 est disposée au- dessous du corps 12 du suscepteur de manière à chauffer ce dernier. Les pastilles 5 sont placées sur les zones 17 de mise en place des pastilles, sur la face supérieure du sus- cepteur 12. En fonctionnement, un gaz épitaxial à base de silicium circule dans la canalisation d'amenée de gaz 14 et est dirigé sur les pastilles 5 par l'intermédiaire de pe- tites ouvertures ménagées dans une partie supérieure de la canalisation d'amenée de gaz 14. Par conséquent, le gaz vient en contact avec les pastilles 5 de manière à réaliser la croissance en phase vapeur, bien connue. Conformément au dispositif vertical pour réaliser une croissance en phase vapeur de la figure 1, on a exécuté une croissance épitaxiale d'un revêtement de manière que ce dernier soit formé avec une épaisseur de 12 microns. Ceci a conduit à un pourcentage de pastilles présentant des revê- tements défectueux, égal à 0,5 %. Ce résultat d'essai est excellent compte tenu du fait qu'un tel pourcentage était égal à 30 % avec le dispositif de l'art antérieur. Conformément à la présente invention, l'épaisseur des revêtements des pastilles peut être commandée de façon précise et d'une manière uniforme, ce qui permet d'accroître le rendement L'invention n'est pas limitée au mode d'exécution décrit précédemment. Par exemple, le corps 12 du suscepteur peut être réalisé essentiellement par du SiC. La figure 2 représente une autre forme de réali- sation de la présente invention. La surface supérieure 12a du corps 12 du suscepteur est disposée de manière à être légèrement au-dessus des surfaces supérieures des pastilles et des plaques 16. La figure 3 représente une plaque modifiée 16a réalisée en verre quartzeux ou en silice fondue, qui est formé d'une seule plaque circulaire comportant de nom- breuses zones 17 en forme de trous pour la mise en place des pastilles, ces zones étant disposées suivant deux ran- gées à des intervalles réguliers, bien que seulement cinq zones 17 soient représentées de façon typique sur la figure 3. Un trou traversant est ménagé au centre de la plaque 16a. 26419 C1 REVENDICATIONS 1. Suscepteur destiné à être utilisé dans un dis- positif vertical pour réaliser une croissance en phase va- peur, caractérisé en ce qu'il comporte un corps (12) possé- dant une surface supérieure, une pluralité de zones (17) utilisées pour la mise en place de pastilles et formées dans la surface supérieure du corps (12) du suscepteur, et des moyens en forme de plaques (16) fixés à la surface su- périeure du corps (12) du suscepteur à proximité des zones (17) de mise en place des pastilles, et que les moyens en forme de plaques (16) possèdent une surface supérieure telle que, lorsque des pastilles (5) sont installées res- pectivement au niveau des zones (17) de mise en place des pastilles, les surfaces supérieures des moyens en forme de plaques (16) et des pastilles (5) sont situées sensiblement au même niveau. 2. suscepteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les zones (17) de mise en place des pas- tilles sont réalisées sous la forme de renfoncements. 3. Suscepteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens en forme de plaques (16) sont constitués en un verre quartzeux. 4. Suscepteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens en forme de plaques (16) sont formés de silice fondue. 5. Suscepteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens en forme de plaques (16) sont en- châssés dans le corps (12) du suscepteur. 6. Suscepteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le corps (12) du suscepteur possède un maté- riau de base et un revêtement en SiC formé sur ce matériau. 7. Suscepteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la surface supérieure du suscepteur (12) et les surfaces supérieures de toutes les pastilles (5) ins- tallées dans les zones (17) de mise en place des pastilles 26419C1 sont situées dans un plan horizontal commun. 8. Suscepteur selon la revendication 1, dans le- quel les moyens en forme de plaques (16) possèdent la forme d'une plaque circulaire dans laquelle sont formées les zones (17) de mise en place des pastilles. 9. Suscepteur selon la revendication 1, dans le- quel les moyens en forme de plaques (16) sont constitués par plusieurs plaques enchâssées dans le corps (12) du sus- cepteur.