專利名稱：在至少一個底物表面上生成一層的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在至少一個底物的表面上生成一層的方法和設備。
由EP-A-0251825公開了一種設備，用于通過化學氣相沉積(ChemicalVapour Deposition＝CVD)在底物上沉積外延層。這種已知設備包括多個垂直設置，亦即平行于重力(地心引力，萬有引力)方向設置的基座(Suszeptor)，它們各裝有多個底物，并可繞其縱軸線旋轉。這些基座沿著繞一根設在中央的同樣為垂直延伸的進氣管的一條圓周線排列。通過進氣管中的孔流入的用于在底物上沉積外延層的過程氣體，沿基本上水平方向，亦即垂直于重力的方向流到底物上。
由US3408982公開了另一種用于通過CVD在底物上沉積外延層的設備。這種已知設備包括一個盤形基座，它水平地亦即垂直于重力設置，并與一根垂直的亦即平行于重力設置的旋轉軸連接。在一種實施形式中，底物水平地裝在基座上。通過旋轉的軸，CVD過程氣體從下向上流動并進入在基座盤上方的氣體腔室。過程氣體在此氣體室中基本上相對于旋轉軸的徑向向外流動，并從上方基本上垂直地亦即沿重力方向撞在底物上。底物下面設有感應線圈，它設計為扁平螺旋形(Pan-Cake線圈)。在另一種實施形式中，基座盤在其邊緣向上成斜面，底物向里傾斜地裝在基座盤的傾斜部分上，以便平衡離心力。所配設的感應線圈同樣傾斜安裝。這種由US-A-3408982已知的設備主要設計用于生產(chǎn)硅外延層，其中，CVD過程的溫度調(diào)整在1190℃與1450℃之間。
本發(fā)明的目的在于提供一種特殊的方法和一種特殊的設備，用于通過化學氣相沉積(CVD)在至少一個底物的表面上從過程氣流中生成一層，其中，在底物上的沉積溫度至少為900℃，過程氣流從一個溫度低于此至少一個底物的空間區(qū)，導向此至少一個底物的表面。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即采用一種在至少一個底物表面上生成一層的方法，其中，a)在底物的表面上的沉積溫度調(diào)整為至少900℃，b)過程氣流從一個其溫度低于沉積溫度的空間區(qū)流向底物表面，c)在底物表面上通過化學氣相沉積從過程氣流中沉積出層，d)過程氣流在至少即將沖擊在底物表面上之前，至少基本上對準與重力反向平行的方向。
此外，本發(fā)明是通過這樣一種裝置來實現(xiàn)的，即一種通過化學氣相沉積由一種過程氣流在至少一個底物表面生成一層的設備，該設備有a)加熱裝置，用于在底物表面產(chǎn)生至少900℃的沉積溫度，以及b)氣體導流裝置，用于將過程氣流從一個其溫度低于沉積溫度的空間區(qū)，導向底物的表面，使得過程氣流至少在即將沖擊底物表面之前，至少基本上對準與重力反向平行的方向。
本發(fā)明以觀察到的這一現(xiàn)象為出發(fā)點，即例如由US-A-3408982所公開的設備那樣，當過程氣流基本上從上方亦即平行于(同向)重力方向流到底物表面上時，產(chǎn)生一種不穩(wěn)定的流動狀況。其原因在于，由于在過程氣流中存在的朝底物方向的正溫度梯度和由此而引起的密度梯度，在過程氣流中產(chǎn)生與流動方向相反的熱浮托力。這種熱浮托力尤其在底物表面附近的過程氣流中造成有害的渦流，底物表面附近的最高溫度為較高的沉積溫度900℃。由于氣體的渦流，在底物表面上生長的外延層變得不均勻。因此，上述不利的流體力學狀態(tài)，必須通過較快地旋轉底物和限制過程氣流中的氣體壓力為較低的壓力來進行補償。在過程氣體水平導引時，如由EP-A-0251825已知的設備中那樣，這種熱浮托的問題同樣存在。
本發(fā)明基于下列認識若過程氣流至少在即將與要處理的底物表面接觸前為向上亦即反向平行(反方向)于重力流動，便可以顯著改善尤其在底物表面前過程氣流中的流動狀況。于是，作用在過程氣流上的熱浮托力和過程氣流的強迫對流力是同向的(平行)，人們獲得了一種在過程氣流中穩(wěn)定的熱分層。因此，在底物表面前部區(qū)域內(nèi)的過程氣流，其流體力學狀況明顯地穩(wěn)定。即使底物不旋轉，實際上在過程氣流中也不再出現(xiàn)渦流。這意味著由過程氣流在底物表面上生成的層有非常好的均質(zhì)性和較高的純度。
過程氣體從下方輸入的另一個優(yōu)點在于，現(xiàn)在這些重要的過程參數(shù)，如底物旋轉速度、過程氣流中的壓力以及過程氣流的流率(單位時間的氣體量和體積)，可以在一個寬大的范圍內(nèi)改變，并為了改善CVD過程可以優(yōu)化，與此同時不會在過程氣流中造成不穩(wěn)定。
本發(fā)明用于在至少一個底物的表面上生成一層的方法包括下列工藝步驟a)在至少一個底物的表面上造成至少900℃的沉積溫度，b)過程氣流從一個其溫度低于沉積溫度的空間區(qū)導向此至少一個底物的表面，c)在至少一個底物的表面通過化學氣相沉積(CVD)從過程氣流中沉積出外延層，d)過程氣流的流動方向至少在即將沖擊到至少一個底物表面之前，調(diào)整為基本上反向平行于重力(地心引力)方向。
本發(fā)明用于在至少一個底物的表面上通過化學氣相沉積(CVD)從過程氣體中生成一層的設備包括a)加熱裝置，用于在至少一個底物表面產(chǎn)生至少900℃的沉積溫度，以及b)氣體導流裝置，用于將過程氣流從一個其溫度低于沉積溫度的空間區(qū)，導向此至少一個底物的表面，使得過程氣流至少在即將到達至少一個底物的表面上之前，至少基本上對準重力的反向平行方向。
在一種實施形式中，至少一個底物的表面設置為至少基本上垂直于重力。
在外延層沉積期間，至少一個底物最好繞一條預定的旋轉軸線旋轉。這種旋轉提高所生長外延層的均質(zhì)性，因為過程氣流和溫度分布沿底物表面的不均勻性得到了補償。
在一種最佳實施形式中，設備的加熱裝置包括至少一個與此至少一個底物熱耦合的基座和一個感應加熱裝置，最好是一個感應線圈，用于感應加熱此至少一個基座。
感應加熱裝置和至少一個基座最好互相配置為，使一個通過感應加熱裝置作用在至少一個基座上的電磁力，其方向至少基本上平行于重力。由此獲得一種穩(wěn)定的力學和熱力學的結構。
此至少一個基座最好設置在感應線圈與至少一個底物之間。在一種特別的實施形式中，基座在其背對感應線圈的一側，為每一個底物至少設有一塊插入式夾板，用于插入和固定此至少一個底物。插入式夾板最好相對于水平面傾斜設置，使每個底物通過其自重固定在插入式夾板中。基座可支承在支桿上。
在另一種最佳實施形式中，設備包括至少一個支承裝置，用于支承至少一個底物和至少一個基座。在一種特殊設計中，此支承裝置包括一個支承盤，支承盤為每一個底物各設有一個孔和一個圍繞此孔的支承面，其中基座可裝在此支承盤內(nèi)。支承盤最好支承在支桿上。
為了使過程氣流與基座或支承盤的支桿的相互作用保持得盡可能地小，支桿可被一種惰性氣流繞流，例如借助于一根至少局部圍繞著支桿的管，或支桿至少在其表面由相對于過程氣流為惰性的材料構成。
在另一種實施形式中，氣體導流裝置包括擴散器，過程氣流通過它流動。擴散器產(chǎn)生基本上均勻的氣流。氣體導流裝置最好還含有一個氣體輸送區(qū)，過程氣流通過它基本上相對于重力反向平行地，從擴散器流向至少一個底物的表面。
本發(fā)明方法和設備在沉積出單晶碳化硅或單晶氮化鎵的外延層方面有特別有利的應用。
下面參見附圖進一步說明本發(fā)明，附圖中

圖1表示原理圖，說明在至少一個底物表面生成一層的CVD方法，圖2表示帶電阻加熱器的用于在底物表面上沉積一層的設備，圖3表示用于多片CVD過程的多個底物的支承裝置剖面圖，圖4表示圖3所示支承裝置俯視圖，圖5表示設備的第一種實施形式，具有按圖3和4的支承裝置，用于在多個底物上各生成一層，圖6表示設備的第二種實施形式，具有按圖3和4的支承裝置，用于在多個底物上各生成一層，圖7表示設備的一種實施形式，具有一個可從上面旋轉的底物支承裝置，用于從下面在底物上鍍層，圖8表示底物下面鍍層的設備，具有一個可從下面旋轉的底物支承裝置，圖9表示具有用于多個底物的插入式夾板的基座底視圖，圖10表示具有用于多個底物的插入式夾板的基座橫剖面。
在按圖1的CVD過程中，在底物2表面20區(qū)域內(nèi)造成至少900℃的沉積溫度T2。在底物2下面亦即安排在與用G所示之箭頭表示的重力反向的空間區(qū)用22表示，此空間區(qū)22處于溫度T1，這一溫度低于沉積溫度T2。過程氣流5從此空間區(qū)22流到底物2的表面20上，它的流動方向用R所示的箭頭表示。因為空間區(qū)22比底物2冷，所以過程氣流5沿其流動方向R獲得了一個正的溫度梯度。由此在過程氣流5上作用一個熱浮托力，它朝底物2的表面20的方向漸增。通過過程氣流5的化學反應，在底物2的表面20上從氣相沉積出一個層6。
流動方向R與重力G表示為反方向，換句話說它們彼此反向平行。因此，與已知的CVD過程不同，作用在過程氣流5上的對流力和熱浮托力是同向的(平行)，在已知的那些CVD過程中過程氣體從上方流到底物上。采用了這種特殊措施，在已知的CVD過程中尤其在底物2表面20附近過程氣流5中出現(xiàn)的渦流得到了抑制。
在附圖表示的實施形式中，底物2的表面20垂直于重力G并因而垂直于過程氣流5的流動方向R定向，但也可以相對于此氣流方向R是傾斜的，或甚至平行于流動方向R延伸。
圖2表示了一種通過CVD為底物表面鍍層的設備，其中，底物2被支承裝置(底物支架)10固持。底物2支承在支承裝置10內(nèi)的一個孔33的邊緣上。支承裝置10上面最好可旋轉地固定在反應器16的上壁上。支承裝置10的孔33使底物2的表面20露出，氣體導流裝置導引過程氣流5從下面流到表面20上。氣體導流裝置包括一個以反應器16的側壁為界的氣體輸送區(qū)19，以及一個在下面與氣體輸送區(qū)19鄰接的擴散器18。經(jīng)反應器16的進口17流入規(guī)定用于CVD過程的過程氣體，以及，由此過程氣體組成的過程氣流5，通過擴散器18在氣體輸送區(qū)19內(nèi)流向底物2。剩余的過程氣體經(jīng)出口24重新流出反應器16，并最好用泵抽出。在底物2背對表面20的那一側設有電阻加熱器35，用于將底物2加熱到所要求的沉積溫度。
因此過程氣流5的流動方向R仍定向為相對于重力G反向平行，所以由于從氣體輸送區(qū)19下部空間區(qū)22朝底物2方向的溫度升高造成的在過程氣流5中的浮托，不會引起流動的不穩(wěn)定。
圖3用橫剖面和圖4用俯視圖表示了用于在底物上沉積外延層的CVD設備中用于多個底物的支承裝置10。圖3還附加表示了具有基座3和感應線圈4的加熱裝置。圖4所表示的是從上面看支承裝置10的俯視圖，沒有基座3和感應線圈4。在圖3的橫剖面中表示了兩個底物2A和2C，在圖4的俯視圖中表示了四個底物2A、2B、2C和2D。支承裝置10包括一個支承盤9和一根支桿11，支桿11支承在支承盤9的中央。支承盤9由底板90和向上伸的側壁91組成。在底板90中為每一個底物2A至2D各設置一個孔93A至93D。圍繞著每一個這種孔93A至93D在底板90上構成一個支承面92A至92D，在支承面上各放上一個底物2A至2D。支承面92A至92D最好進入底板內(nèi)部，以便構成一個底物的圓柱形支座，這一支座具有由孔93A至93D確定的內(nèi)徑d，以及具有由支承面92A至92D的徑向擴展確定的外徑D。內(nèi)徑d選為小于底物2A至2D的直徑，而外徑D選為大于底物2A至2D的直徑。除了附圖表示的圖形外，支承面92A至92D當然也可以與其他形狀的底物相配，例如矩形。通常對于相應地更多個底物設置四個以上支承面，它們最好緊密地并列設置。
在將底物2A至2D裝在相應的支承面92A至92D上之后，在支承盤9中裝入基座3，它最好與支承盤9的內(nèi)徑相配，并尤其可具有一個圓盤的形狀?；?與底物2A至2D熱耦合，并為此最好與底物2A至2D直接接觸。支承盤9最好能套裝在支桿11上，并與之可拆式連接。這樣做可以在一個CVD過程結束后方便地更換底物。感應線圈4最好是Pan-Cake線圈類型的扁平線圈，它安裝在基座3的上面，至少基本上平行于支承盤9和平行于底物2A至2D以及基座3。
基座3通常用一種導電材料制成。當在感應線圈4中施加最好是高頻交流電壓時，在基座3中感應渦流，這種渦流轉變?yōu)榻苟鸁帷Ｍㄟ^熱耦合，這些熱量從基座3傳給底物2A至2D。由于感應(楞次定律)，在基座3上作用了一個電磁力(力矢量)FEM?；?和感應線圈4彼此之間的這種特殊的相對結構關系帶來的結果是，電磁力FEM與基座3的重力并因而與重力(力矢量)G是同向的。同向的含意是，有關的力箭頭(矢量)指向同一個方向。作用在基座3上的合力，由電磁力FEM和重力G的矢量和FEM+G得出。此合力FEM+G始終沿重力G的方向，與感應線圈4中的電流無關，并在數(shù)量上始終至少有用作在基座3上的重力G那么大。因此在沉積外延層期間以及感應線圈4工作期間，基座3始終保持它的位置，不會從底物2A至2D上抬起。因此保證底物2A至2D有均勻的加熱過程和在底物表面20A至20D上有均勻的溫度。因為除此之外底物2A至2D還通過其自身的重力以及基座3的重力壓靠在有關的支承面92A至92D上，所以實際上不可能有任何污物從基座3到達要處理的底物表面20A至20D上。因此在每一個底物2A至2D上外延層的生長過程中，改善了生成的外延層的質(zhì)量。
圖5表示了一種用于通過CVD在多個底物上沉積外延層的設備。設備有一個帶支承盤9和支桿11的支承裝置以及一個基座3，它們的結構與圖3所示的類似，并如圖3中那樣為它們配備有一個感應線圈4?，F(xiàn)在這一結構裝在反應器16中，在反應器下端，亦即沿重力G的方向看，在底物2A和2C的下方設有用于將過程氣流5對準底物表面20A和20C的裝置。這些用于使過程氣流5定向的裝置包括氣體進入反應器16的進口17，通過進口17在反應器16中引入不同的過程氣體，以及包括擴散器18，借助于擴散器18產(chǎn)生均勻的過程氣流5。擴散器18可通過一個有規(guī)定網(wǎng)孔大小的金屬絲網(wǎng)構成。過程氣流5流到底物表面20A至20E上，然后側向偏轉，并經(jīng)由與泵連接的出口24從反應器16排出。為了保護感應線圈4免受過程氣流5的影響，最好設置氣體進口23，通過這些氣體進口23用一種隋性氣體，最好是氬氣，吹洗感應線圈4和最好也吹洗基座3。
支承著支承盤9的支桿11穿過整個反應器16向下延伸，并通過氣密孔29尤其是一個旋轉密封裝置，伸出反應器16之外。在那里設有旋轉裝置21，它與支桿11在工作上連接起來，并能使支桿11沿其縱軸線旋轉。其中，旋轉速度可根據(jù)要求通過調(diào)整加以改變。作為旋轉裝置21可例如為電動機和相應的變速器。支桿11最好也能經(jīng)過氣密孔29沿其縱軸線移動，以便易于將底物裝入反應器16和從反應器16中拆出。
過程氣流5仍為與重力G反向的流動方向R，在圖中用箭頭方向表示。通過流動方向R與重力G反向平行地定向，在反應器16內(nèi)部的氣體腔內(nèi)獲得一種穩(wěn)定的熱分層，這種分層表明實際上沒有任何渦流。所有的參數(shù)，如旋轉速度、壓力和氣體流量(流率)，現(xiàn)在可以為了改善生長過程而自由地優(yōu)化。
因為在按圖5的實施形式中支桿11與過程氣流接觸，所以支桿11至少能在其表面用一種相對于過程氣流5不起化學反應的(惰性)材料制造。
但也可以如圖6所示的另一種實施形式中那樣，支桿11用一種惰性氣體沖洗。為此，支桿最好被管14圍繞，管14可用一種相對于過程氣流5為惰性的材料制成。在圖6所示的最佳實施形式中，過程氣流5從一個最好同心地圍繞支桿11設置的噴嘴環(huán)25起向上流動。噴嘴環(huán)25可被擴散器18所包圍，擴散器18只被噴嘴25的出口中斷。通過位于噴嘴環(huán)25內(nèi)部的擴散器18的那一部分，導入由惰性氣體例如一種稀有氣體如氬(Ar)組成的惰性氣流50。惰性氣流50基本上平行于過程氣流5流動。此惰性氣流50的至少一部分，吹洗管14與支桿11之間的中間腔。惰性氣流50的另一部分可在管14外面沿著管14旁流動。此惰性氣流50被過程氣流5如同一個例如圓柱形外套那樣圍繞著。
如圖6中那樣的惰性氣流50也可以在沒有管14的情況下直接圍繞著支桿11形成，以防止支桿11與過程氣流5之間產(chǎn)生反應。
圖7表示用于通過CVD為底物2鍍層的設備的另一種實施形式。底物2通過其邊緣放在支承裝置7的支承面72上。支承面72構成了在支承裝置7的底板70中的一個孔73的邊緣。通過在底板70中的孔73，使底物2朝下方的表面20敞開。因此從下面流到底物2的表面20上的用5表示的過程氣流，可通過CVD方法在底物2的表面20上生成一個圖中未表示的層。出自于流體力學的原因，支承面72最好設計為斜的，所以它的直徑朝底物2的方向連續(xù)減小。支承面72和放在它上面的底物2基本上垂直于重力G定向。除底板70外，支承裝置7還有一個側壁71，它例如可以設計為空心圓柱形并向上亦即逆重力G的方向延伸。支承裝置7最好能從上方繞一條最好平行于重力G延伸的旋轉軸線旋轉。在支承裝置7中，在底板70上裝了一個基座3，基座3以側壁71為界并與底物2熱耦合。在基座3上面仍設有一個感應線圈4。在基座3上產(chǎn)生的合力F＝FEM+G在圖中用箭頭表示，這一箭頭表示這一作用力的方向，以及，這一合力始終與重力G同向，所以基座3牢牢地定位在支承裝置7上，并保證與底物2有恒定的熱耦合和是一種穩(wěn)定的機械結構。尤其是，即使改變在感應線圈4內(nèi)的電能，基座3也不會從底板70上抬起。
圖8表示與圖7所示結構類似的設備，但具有一個經(jīng)改變的圖中用8表示的支承裝置。如圖7中的支承裝置7那樣，支承裝置8同樣有底板80，底板80有孔83和支承面82，底物2放在支承面82上。然而，支承裝置8不是象在圖7中那樣向上，而是向下沿重力G的方向延伸，并相對于底物2也在下面固定。此外，支承裝置8內(nèi)部是空心的，在由它所圍繞的空腔84內(nèi)被過程氣體5流過。在過程氣體5沖擊在底物2上之后，為了排出過程氣體5，最好在支承裝置8的上部區(qū)內(nèi)設圖中沒有表示的孔。在支承裝置8內(nèi)部的空腔84最好向下逐漸收縮，并在那里成為桿的造型。支承裝置8的這一桿狀部分最好與一個旋轉裝置例如電機連接，用于在處理期間使底物2最好繞一根平行于重力G方向的旋轉軸線旋轉。此至少一個底物2旋轉的轉速，通常在大約5rpm(每分鐘轉數(shù))和約1500rpm之間，最好調(diào)整在約10rpm和約800rpm之間。
在支承裝置8的底板80上，仍裝有一個被側壁81圍繞的基座3，基座3被設在其上面的感應線圈4感應加熱，以便加熱底物2?；?盡可能配合準確地裝在底物2上。
圖9是從下面看基座3的視圖，它本身設置作為至少一個底物的支承裝置。基座3在其下面為每一個底物2A至2E設有一個插入式夾板(安裝槽)12A至12E，插入式夾板的形狀與配屬的底物2A至2E的形狀相配，在圖的舉例中為半圓形。底物2A至2E可以從側向插入有關的插入式夾板12A至12E中，并被這些插入式夾板12A至12E固定?；?最好同心地繞旋轉軸線旋轉。插入式夾板12A至12E沿徑向最好設計為，使底物2A至2E在基座3旋轉時通過離心力壓緊在相關的插入式夾板12A至12E內(nèi)，由此可在力學上更加穩(wěn)定。在這種實施形式中，底物2A至2E鍍層的實現(xiàn)從下方進行，亦即沿視圖方向在基座3的下側。沒有表示的感應線圈設置在基座3的上側。
最后，圖10表示了有多個插入式夾板的同樣設計用作底物支架的基座3，在所表示的橫剖面中只能看見兩個插入式夾板12A和12C。在插入式夾板12A和12C中各插入一個底物2A或2C。插入式夾板12A和12C固定在一個連接在一起的基座3側部37的下側，或固定在基座3多個側部37之一的下側。至少一個側部37與基座3的中央部分36連接，中央部分裝在支桿13上。支桿13和支承在它上面的基座3，最好仍能繞支桿13的縱軸線旋轉。現(xiàn)在，此至少一個側部37相對于重力G成一個銳角地向上傾斜，所以重力G的一個分量將底物2A和2C牢牢地壓在插入式夾板12A和12C中。此外，由于底物2A和2C相對于支桿13傾斜而位于向內(nèi)傾斜的位置，還可有利地獲得旋轉時產(chǎn)生的離心力，所以底物2A和2C可靠地保持在其位置上。為至少一個側部37在其背對底物2A和2C的上側，配設一個最好相應地傾斜設置的感應線圈4。過程氣流5仍從下面流到底物2A和2C上。
按本發(fā)明的方法和設備最好用于通過CVD過程生長單晶碳化硅層或單晶氮化鎵層。生產(chǎn)單晶SiC層或單晶氮化鎵層的CVD過程，已知有許多實施形式。
作為用于過程氣流5的過程氣體，在一種SiC-CVD過程中，輸入工作氣體為硅(Si)和碳(C)以及最好至少一種載運氣體，這種載運氣體通常是氫，必要時還使用一種添加氣，用于添加外延的碳化硅。在過程氣流5的混合氣沖擊在加熱的底物上時，通過化學反應，在載運氣體參與下從工作氣體(母氣)中沉積出碳化硅。在底物上的溫度通過感應線圈4的能量進行調(diào)整。用于通過CVD生成碳化硅，沉積溫度通常調(diào)整在約900℃與約2500℃之間。
為了生產(chǎn)單晶GaN層，尤其可使用氨和鎵的碳氫化合物例如三甲基鎵或三乙基鎵作為工作氣體。底物主要可由Al2O3或SiC組成。底物上的沉積溫度最好調(diào)整在約950℃和約1100℃之間。
支承盤9和支桿11最好用一種相對于過程氣流5為惰性的材料制造，或至少有一個惰性材料鍍層，例如在SiC-CVD過程中有碳化鉭或碳化硅鍍層。按圖6的管14也可以至少局部由SiC或碳化鉭制成。
加熱裝置在底物上方和支桿從下面旋轉，這樣的結構安排對于這樣的實施形式是有利的，即，加熱裝置的輸電和旋轉的導入是脫開的，亦即安排在反應器的不同側，因此能容易地實施。
權利要求
1.一種在至少一個底物(2)表面(20)上生成一層(6)的方法，其中，a)在底物(2)的表面(20)上的沉積溫度(T2)調(diào)整為至少900℃，b)過程氣流(5)從一個其溫度(T1)低于沉積溫度(T2)的空間區(qū)(22)流向底物(2)表面(20)，c)在底物表面(20)上通過化學氣相沉積(CVD)從過程氣流(5)中沉積出層(6)，d)過程氣流(5)在至少即將沖擊在底物(2)表面(20)上之前，至少基本上對準與重力(G)反向平行的方向。
2.如權利要求1所述的方法，其中，至少一個底物(2)的表面(20)，至少基本上垂直于重力(G)定位。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中，至少一個底物(2)繞一條預定的旋轉軸線旋轉。
4.如上述任一項權利要求所述的方法，用于沉積出單晶碳化硅或單晶氮化鎵的層(6)。
5.一種通過化學氣相沉積(CVD)由一種過程氣流(5)在至少一個底物(2)表面(20)生成一層(6)的設備，該設備有a)加熱裝置(3、4)，用于在底物(2)表面(20)產(chǎn)生至少900℃的沉積溫度(T2)，b)氣體導流裝置(16、18)，用于將過程氣流(5)從一個其溫度(T1)低于沉積溫度(T2)的空間區(qū)(22)，導向底物(2)的表面(20)，使得過程氣流(5)至少在即將沖擊底物(2)表面(20)之前，至少基本上對準與重力(G)反向平行的方向。
6.如權利要求5所述的設備，其中，加熱裝置包括a)至少一個與此至少一個底物熱耦合的基座(3)，以及b)一個感應加熱裝置(4)，用于感應加熱此至少一個基座(3)。
7.如權利要求6所述的設備，其中，感應加熱裝置(4)與至少一個基座(3)互相配置為，使一個通過感應加熱裝置(4)作用在此至少一個基座(3)上的電磁力(FEM)，其方向至少基本上平行于重力(G)。
8.如權利要求6或7所述的設備，其中，感應加熱裝置至少包括一個感應線圈(4)。
9.如權利要求8所述的設備，其中，此至少一個基座(3)設置在感應線圈(4)與至少一個底物(2)之間。
10.如權利要求9所述的設備，其中，基座(3)在其背對感應線圈(4)的一側，為每一個底物(2A至2F)至少設有一塊插入式夾板(12A至12E)，用于固定此至少一個底物(2A至2F)。
11.如權利要求10所述的設備，其中，基座(3)設計為，使每一個底物(2A至2F)通過其自重固定在插入式夾板(12A至12E)中。
12.如權利要求9至11中任一項所述的設備，其中，基座(3)支承在支桿(13)上。
13.如權利要求5至9中任一項所述的設備，有至少一個支承裝置(7、8、9)，用于支承至少一個底物(2)和至少一個基座(3)。
14.如權利要求13所述的設備，其中，支承裝置包括一個支承盤(9)，它為每一個底物(2A至2F)各設有一個孔和一個圍繞此孔的支承面(92A至92F)，基座(3)可以裝在此支承盤內(nèi)。
15.如權利要求14所述的設備，它有一根支桿(11)，支承盤(9)支承在支桿(11)上。
16.如權利要求12或15所述的設備，其中，支桿(11、13)至少在其表面由相對于過程氣流(5)為惰性的材料構成。
17.如權利要求12或15所述的設備，它具有用于至少部分采用惰性氣流(50)沖洗支桿(11、13)的裝置。
18.如權利要求5至17中任一項所述的設備，它有旋轉裝置(21)，用于使至少一個底物(2、2A至2F)繞預定的旋轉軸線旋轉。
19.如權利要求5至18中任一項所述的設備，其中，此至少一個底物(2)的表面(20)設置為至少基本上垂直于重力(G)。
20.如權利要求5至19中任一項所述的設備，其中，氣體導流裝置包括擴散器(18)，過程氣流(5)通過它流動。
21.如權利要求20所述的設備，其中，氣體導流裝置包括一個氣體輸送區(qū)(19)，過程氣流(5)通過它基本上相對于重力(G)反向平行地從擴散器(18)流向至少一個底物(2)的表面(20)。
22.如權利要求5至21中任一項所述的設備，用于沉積單晶碳化硅或單晶氮化鎵的層(6)。
全文摘要
一種通過化學氣相沉積(CVD)由一種過程氣流(5)在一個底物(2)表面(20)生成一個層(6)的方法和設備,在CVD過程中將一種過程氣流(5)引向至少保持900℃的底物(2)表面(20)。由過程氣流在底物上沉積出層(6)。過程氣流的方向至少基本上反向平行于重力。因此,熱浮托力不再對此過程有干擾作用。
文檔編號C23C16/458GK1170048SQ9710972
公開日1998年1月14日 申請日期1997年4月24日 優(yōu)先權日1996年6月4日
發(fā)明者羅蘭·魯普, 約翰尼斯·沃爾考 申請人:西門子公司