Схемы реакторов для газовой эпитаксии

а – горизонтального типа, б – вертикального.

1 – реакционная камера, 2 – индуктор, 3 – подложкодержатель, 4 – подложки, 5 – подача парогазовой смеси.

Горизонтальный реактор. Реакторы горизонтального типа не имеют внутри движущихся частей. Поток парогазовой смеси подается в реактор параллельно его оси. Схема реактора горизонтального типа приведена на рисунке а. Реактор 1 изготавливают из кварцевой трубы круглой или прямоугольной формы. Внутри реактора размещают подложкодержатель 3, выполненный из графита и установленный на подставках с определенным углом наклона для выравнивания состава парогазовой смеси вдоль длины подложкодержателя. В процессах эпитаксиального роста кремния при использовании SiH_4, SiHCI₃ или SiCI₄ угол наклона подложкодержателя изменяют в соответствии с неравенством:

На подложкодеожателе 3 размещают подложки 4. Для нагрева подложек используют индукционный, резистивный или лучистый нагрев. При индукционном нагреве применяют индуктор 2, подключенный через согласующие цепи к генератору токов высокой частоты. На разброс параметров наращиваемого слоя оказывает значительное влияние газодинамическая обстановка в реакторе. Для реактора горизонтального типа естественная конвекция направлена перпендикулярно направлению вынужденной конвекции. В этих условиях наблюдается течение газов в виде спиралей или вихрей. В условиях только вынужденной конвекции наблюдается ламинарное течение газовых потоков. Переход от реакторов круглой формы к прямоугольно-эллиптической позволяет увеличить производительность установки и снизить разброс параметров наращиваемого слоя.

Вертикальный реактор. Вертикальный реактор предназначен для массового производства эпитаксиальных структур с точностью распределения температуры по подложкодержателю ±3С, разбросом толщины и удельного сопротивления выращенных слоев в пределах ±10%. Для пластин разных ярусов разброс увеличивается. Многоярусный подложкодержатель равномерно вращается со скоростью 3-120 об/мин.