Устройство для окисления кремниевых подложек

Устройство для окисления кремниевых подложек

Реферат

 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к устройствам для производства кремниевых интегральных схем. По сравнению с прототипом изобретение позволяет сократить общую длительность процесса окисления, включая загрузку и выгрузку кремниевых подложек, в 4 - 5 раз. Это связано с тем, что в прототипе охлаждение подложек после окисления осуществляется газом, проходящим через весь кварцевый реактор. Если нагреватель не выключен, газ горячий, и охлаждение кремниевых подложек происходит медленно. Кроме сокращения общей длительности процесса окисления изобретение позволяет улучшить электрофизические параметры кремниевых подложек, т.к. их охлаждение происходит в строго контролируемой чистой газовой среде, которая входит в отверстие 5 и выходит в отверстие 6 передней части реактора, отделенного от нагретой части заслонкой 7. В прототипе же газ, проходящий через нагретый реактор, насыщается нежелательными примесями, например натрием, калием и др. которые адсорбируются на кремниевых подложках, ухудшая их электрофизические параметры. Применение изобретения в производстве МОП-приборов позволяет на 75% уменьшить подвижный заряд в МОП - структуре, более в два раза увеличить воспроизводимость фиксированного и более чем в четыре раза - подвижного зарядов. Это в конечном итоге позволяет увеличить выход годных полевых транзисторов на 7%. 1 ил.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к устройствам для производства кремниевых интегральных схем. Цель изобретения - ускорение процесса окисления и улучшение электрофизических параметров кремниевых подложек. Сущность изобретения заключается в том, что кварцевый реактор для окисления кремниевых подложек разделен на две части щелью, в которую входит подвижная заслонка. В передней части реактора имеются отверстия для ввода и вывода парогазовых смесей, предназначенных для очистки кремниевых подложек перед окислением и охлаждения их в контролируемой газовой среде после окисления. Задняя часть реактора расположена внутри нагревателя. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство для окисления кремниевых подложек состоит из нагревателя 1, кварцевого реактора 2 с отверстием 3 для ввода окислителя, щелью 4, отверстиями 5 и 6 для ввода и вывода парогазовых смесей, подвижной заслонки 7, подложкодержателя (кварц) 8, кремниевых подложек 9, заглушки 10 реактора (кварц). Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии подвижная заслонка 7 входит в щель 4 в реакторе и разделяет его на две части. Щель в реакторе выполнена шириной 12 мм на 3/4 его диаметра. Реактор свободен от заглушки 10. Кремниевые подложки 9, помещенные на подложкодержатель 8, загружают в переднюю часть реактора 2 перед заслонкой 7 и крышку реактора закрывают. Затем в отверстие 5 вводят парогазовую смесь (например, смесь паров соляной кислоты с азотом), которая, очищая кремниевые подложки, выходит через отверстие 6 и зазор между заслонкой и стенкой реактора. В это время через отверстие 3 в реактор вводят смесь азота и кислорода, которая выходит через зазор между заслонкой и стенкой реактора. После очистки кремниевых подложек в отверстие 5 поступает инертный газ, например азот, который выходит через отверстие 6. После продувки реактора отверстие 6 закрывают, поднимают заслонку 7, и подложкодержатель с подложками с помощью толкателя (на чертеже не показан) загружают в зону окисления в завесе из инертного газа. После этого заслонку закрывают, а отверстие 6 открывают, в отверстие 3 поступает окислитель и происходит окисление подложек. Затем заслонку 7 поднимают, отверстие 6 закрывают и подложкодержатель вместе с подложками выгружают из зоны окисления. После прохождения подложкодержателя 8 через щель заслонку 7 закрывают, отверстие 6 открывают. Охлаждение подложек 9 происходит в инертном газе, например азоте, с расходом 250 л/ч. После охлаждения подложек крышку 10 снимают, и подложкодержатель с подложками выгружают из реактора. Поскольку кварц, из которого выполнен реактор, - материал хрупкий, при вырезании щели в реакторе по ее краю могут произойти сколы, размер щели может быть по окружности неодинаковым. Для обеспечения постоянства размера щели и ее уплотнения реактор снабжен поясом из коррозионно-стойкого и теплостойкого материала, расположенным в месте нахождения щели. Описанное устройство позволяет: перед окислением очищать приповерхностный слой кремниевых подложек в парогазовой смеси в передней части реактора; после очистки подложек, без контакта с внешней средой, загружать их в инертной среде в зону окисления; выгружать подложки из зоны окисления в инертной среде; охлаждать подложки до комнатной температуры без контакта с внешней средой в инертном газе.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ПОДЛОЖЕК, включающее нагреватель, подложкодержатель и кварцевый реактор, длина которого больше длины нагревателя на длину подложкодержателя, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса окисления и улучшения электрофизических параметров кремниевых подложек, оно снабжено заслонкой, в стенке реактора выполнена щель на расстоянии, равном длине подложкодержателя от передней стенки реактора, предназначенная для введения заслонки, укрепленной на каркасе нагревателя, а в стенках передней части реактора выполнены отверстия - по крайней мере одно для ввода и по крайней мере одно для вывода парогазовых смесей.

РИСУНКИ

Рисунок 1