MOCVD-РЕАКТОР С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ГАЗОВПУСКНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

1. Устройство для осаждения слоев, в частности полупроводниковых слоев, с расположенной, по существу, осесимметрично вокруг центра (11) рабочей камерой (1), которое содержит
образованное расположенным в горизонтальной плоскости приемным основанием (2) дно,
расположенную вертикально выше приемного основания (2) крышку (3) рабочей камеры,
простирающийся в центре (11) между приемным основанием (2) и крышкой (3) рабочей камеры газовпускной элемент (4) с расположенными вертикально друг над другом газовпускными камерами (8, 9, 10) и
расположенный вертикально ниже приемного основания (2) нагреватель (27) для нагрева приемного основания (2),
причем на приемном основании (2) предусмотрено множество расположенных на расстоянии от газовпускного элемента (4) подложкодержателей (5) для приема покрываемых подложек (6),
причем самая верхняя (8) из газовпускных камер находится непосредственно рядом с крышкой (3) рабочей камеры и соединена с подводящей линией (14) для введения гидрида вместе с газом-носителем в рабочую камеру (1),
причем самая нижняя (10) из газовпускных камер находится непосредственно рядом с приемным основанием (2) и соединена с подводящей линией (16) для введения гидрида вместе с газом-носителем в рабочую камеру,
причем по меньшей мере одна средняя газовпускная камера (9), находящаяся между самой нижней (10) и самой верхней (8) газовпускными камерами, соединена с подводящей линией (15) для введения металлоорганического соединения в рабочую камеру (1),
отличающееся тем, что газовпускные камеры (8, 9, 10) закрыты от рабочей камеры (1) кольцевыми стенками (22, 23, 24),
причем эти кольцевые стенки (22, 23, 24) имеют множество расположенных плотно рядом друг с другом газовыходных отверстий (25),
имеют одинаковые наружные диаметры и
имеют обращенную, по существу, без выступов к рабочей камере (1) наружную стенку.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для минимизации градиентов скорости выходящего из газовпускного элемента (4) потока технологического газа края газовыходных отверстий (5) являются единственными острыми кромками наружной стенки и проходят без точек перегиба вдоль контурной линии, имеющей только прямые или закругленные участки.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что газовыходные отверстия (25) простираются по существу прямолинейно с постоянной площадью отверстия от обращенной к газовпускной камере (8, 9, 10) внутренней стенки до наружной стенки соответствующей кольцевой стенки (22, 23, 24).
2
2
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что площади выполненных по существу идентичными газовыходных отверстий лежат в интервале между 2 мм и 5 мм.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что отношение длины (l) и ширины (w) площади отверстий составляет в интервале между 2 и 6, предпочтительно между 3 и 5, а особенно предпочтительно примерно 4 или более.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что сумма площадей газовыходных отверстий (25) составляет между 15% и 50% от общей наружной поверхности кольцевых стенок (22, 23, 24).
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что удлиненные газовыходные отверстия (25) проходят с наклоном под углом между 30 и 60° к вертикали.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что газовыходные отверстия (25) кольцевой стенки (23) расположены в несколько рядов друг над другом, причем газовыходные отверстия (25) разных рядов перекрываются в вертикальном направлении.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что расстояние (d) между двумя соседними газовыходными отверстиями (25) выбрано так, что оба соседних газовыходных отверстия (25) перекрываются в вертикальном направлении, и составляет примерно 1 мм.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцевые стенки образованы из кольцевых деталей (22, 23, 24), состоящих из кварца или графита.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцевые детали (22, 23, 24) опираются на края горизонтальных перегородок (12, 13, 26), имеющих форму круглых шайб.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержащая, в частности, камеру (18) охлаждающей среды торцевая сторона (21) газовпускного элемента (4) лежит в центральном гнезде приемного основания (2) таким образом, что ограничивающая самую нижнюю газовпускную камеру (10) от торцевой стороны (21) горизонтальная перегородка (26) находится примерно на одной линии с обращенной к рабочей камере (1) поверхностью (2') приемного основания (2).
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя стенка (29) самой верхней газовпускной камеры (8) находится, по существу, на одной линии с обращенной к рабочей камере (1) нижней стороной (3') крышки (3) рабочей камеры.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при диаметре рабочей камеры в интервале между 500 и 700 мм одинаковый наружный диаметр кольцевых стенок (22, 23, 24) составляет примерно от 35 до 50 мм.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при диаметре рабочей камеры (1) в интервале от 500 до 700 мм высота рабочей камеры (1) составляет примерно от 25 до 30 мм.
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высота газовпускных камер (8, 9, 10) повышается в направлении течения газа.
17. Устройство по п.11, отличающееся гладкостенным искривленным очертанием обращенной к газовпускным камерам (8, 9, 10) поверхности горизонтальных перегородок (12, 13, 26).
18. Устройство по п.3, отличающееся тем, что удлиненные газовыходные отверстия (25) проходят с наклоном под углом между 30 и 60° к вертикали.
19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что газовыходные отверстия (25) кольцевой стенки (23) расположены в несколько рядов друг над другом, причем газовыходные отверстия (25) разных рядов перекрываются в вертикальном направлении.
20. Устройство по п.3, отличающееся тем, что кольцевые стенки образованы из кольцевых деталей (22, 23, 24), состоящих из кварца или графита.
21. Устройство по п.18, отличающееся тем, что кольцевые стенки образованы из кольцевых деталей (22, 23, 24), состоящих из кварца или графита.
22. Устройство по п.3, отличающееся тем, что верхняя стенка (29) самой верхней газовпускной камеры (8) находится, по существу, на одной линии с обращенной к рабочей камере (1) нижней стороной (3') крышки (3) рабочей камеры.
23. Устройство по п.18, отличающееся тем, что верхняя стенка (29) самой верхней газовпускной камеры (8) находится по существу на одной линии с обращенной к рабочей камере (1) нижней стороной (3') крышки (3) рабочей камеры.
3
3
3
24. Применение устройства по любому из пп.1-23 для осаждения полупроводниковых слоев, причем через газовыходные отверстия (25) самой верхней газовпускной камеры (8) и через газовыходные отверстия (25) самой нижней газовпускной камеры (10) в обогреваемую нагревателем (27) рабочую камеру вместе с газом-носителем вводят гидрид, например NH, PH или AsH, а через газовыходные отверстия (25) средней газовпускной камеры (9) - металлоорганическое соединение, например TMGa, TMIn или TMAl, отличающееся тем, что общий поток вводимых в рабочую камеру через газовыходные отверстия (25) газов составляет больше 100 Нл/мин, предпочтительно больше 250 Нл/мин, и тем, что общее давление в рабочей камере составляет выше 400 мбар, предпочтительно выше 800 мбар.
3
25. Применение по п.24, отличающееся тем, что гидрид представляет собой NH, металлоорганическое соединение представляет собой TMGa, и работу нагревателя (27) осуществляют так, что температура поверхности приемного основания (2) лежит в интервале между 500°C и 1200°C.