Способ обработки кварца

Способ обработки кварца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О .4 И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советг.ких

Социалистических

РеСпублик (iii668897 (б,} дополнительное к авт. арвид.ву (22) Заявлено 10.01.78 (2l) 2568252/29 — 33 с присоединением заявки ¹

P3) Приоритет (51) М. Кл.

С 03 С 23/00

Гкударстаеннь6 наг тет

СССР пе делам нзабретеннй н етнрытнй

Опубликовано 25.06.79. Бтоллетень № 23

Дата опубликования описания 29.06.79 (5З) УЙ 666.1. ,056 (088.8) (72) Автори изобретения

A. А. Литвин, B. Л. Максимов, И. E. Марончук, 10, E. Марончук и Б. С. Сушко

Институт физики полупроводников СО AH СССР и Новосибирский государственный университет (71) Заявители (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КВАРЦА

Изобретение относится к технологии изготовления аппаратов для проведения химических процессов, в частности к способам изготовления реакторов и деталей оснастки реакторов для установок выращивания монокри=таллов и эпитаксиальных пленок полупроводниковых материалов, и может 5 быть использовано в химических производствах и полупроводниковой металлургии нрн изготовлении аппаратуры дл:" проведения технологических процессов с участием агрессивных веществ — вос-.

c1ановителей. та

Для проведения химических процессов с участием агрессивных веществ при высоких темпера.турах широко используется аппаратура из квар ца, изготовленная, как правило, методом стеклодувной техники. т5

Но при использовании реакторов в газотранспортной эшттаксии происходит неконтролируемое легирование выращиваемых пленок или монокристаллов кремнием и кислородом эа счет восстановления кремния в восстанови|ельных средах, например, в парах трихлорлда алюминия, в водороде при температуре выше 800 С.

Известен способ обработки иэделий из стекла путем нанесения серебряного покрытия. Способ состоит в том, что обрабатываемое иэделие погружают в раствор, содержащий соли серебра, н неко- торое время поддерживают повышенную темгературу раствора. В результате окислительно- восста-новительных реакций происходит осаждение се ребра на поверхности иэделия 11).

Наиболее близким по технической. сутштости и достигаемому результату к изобретению является способ обработки кварца путем погружения в расплав А1, Мц и Si и термообработки при

550-605ОС (2).

Недостатком укаэанных способов является невысокая химическая стойкость кварца при высо:их температурах.

Целью тэобретения является повышение химической стойкости кварца при высоких температуPRX.

Это достигается тем, что в известном способе обработки кварца путем погружения в расплав металлов и термообработки, погружение осуществляют в расплав галлия н алюминия, а термообработку — при 800-1000 С в течение 10-40 ч.

6.68897

Формула изобретения

Составитель Г. Буровцева

Редактор А. Морозова Техред Н. Андрейчук Корректор С. Патрушева

Заказ 3582/15

Тираж 555 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 !3035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Суть способа состоит в том, что при термообработке в указанном режиме кварцевых деталей заданной геометрии в расплаве 5-30% Al и 9570 7о Ga происходит замещение окиси кремния окисью алюминия (алундом) по реакции

3SiO +4At=2At Os+3Si. Кремний переходит в расплав, а алюминий, окисляясь, покрывает стенки реактора, сохраняя заданную геометрическую форму, возможно при этом полное замещение кварца алундом или частичное, в зависимости от времени проведения процесса и толщины стенки детали.

Интервал температур обусловлен тем, что выwe 1000ОС реакция плохо поддается контролю иээа близости к температуре размягчения кварца. а при температуре ниже 800ОС скорость образования алунда мала.

Пример 1. 8 расплав 30% Al + 70%ба погружали кварцевый реактор с толщиной стенок в 1 мм, термообработку производили лри 900 С 2О в течение 20 ч. В результате отжига произошло полное замещение кварца алундом.

Пример 2. Производили внутреннее покрытие кварцевого реактора, для чего заполняли реактор расплавом 90% Ga + 10% А! и отжигали при

800 С в течение 30 ч. Получили покрытие из алунда толщиной 50-100 мкм.

Пример 3. Заливали расплав 5 А! + 95%

Ga в кварцевый реактор с толщиной стенок 2 мм и отжигали при 1000 С в течение 10 ч. Произошло замещение кварца алундом на глубину 1 мм.

Предлагаемый способ позволяет получить хорошее покрытие на поверхности деталей любой формы, а в случае надобности целиком заместить кварц алундом, более химически устойчивым ма- 35 териалом при высоких температурах.

Благодаря этому удается избежать,неконтролируемого легирования пленок кремнием при зпитаксиальном их выращивании в реакторах, обработанных предлагаемым способом.

Эпитаксиальные слои GaAs и А! Оа йя, полух ченные в растворе, покрытом алундом, имели значительно меньшую концентрацию примеси кремния, чем без покрытия.

При кристаллизации в газотранспортной реакции с применением А!С! з были получены слои с и 10 s cM"з,что не удавалось получить в реакторах без покрытия.

Расплав может быть неоднократно использован для термообработки в нем кварцевых изделий, так как перешедший в расплав кремний при остывании расплава выпадает в отдельную фазу и легко может быть удален. После удаления кремния вновь нроиэводят растворение заданного количества алюминия и термообрабатывают следующее изделие из кварца.

Способ обработки кварца путем погружения в расплав металлов и термообработки, отличающийся тем, что, с целью повышения химической стойкости кварца при высоких температурах, погружение осуществляют в расплав галлия и алюминия, а термообработку — при 800-1000ОС в течение 10-40 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии И 51-3724, кл. 21 E 1, 1976.

2. Патент США N 3533824, кл. 117-22, 1970,