ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

тигель для выращивания монокристаллического слитка карбида кремния с нитридом алюминия и гетероструктур на их основе

Классы МПК:C30B23/00 Выращивание монокристаллов конденсацией испаряемого или сублимируемого материала
C30B23/02 выращивание эпитаксиальных слоев
C30B29/10 неорганические соединения или композиции
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Билалов Билал Аругович (RU),
Общество с ограниченной ответственностью "АККОРД" (RU),
Общество с ограниченной ответственностью "Инновационно-технологический центр "Новые материалы и технологии" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-02-15
публикация патента:

Изобретение относится к устройствам для получения твердых растворов карбида кремния с нитридом алюминия, используемых в производстве силовых, СВЧ- и оптоэлектронных приборов, работающих при высокой температуре и в агрессивных средах. Тигель включает графитовый корпус 1 с гранулированным поликристаллическим источником 7, 8, крышку 12, пьедестал 13 и подложки 11, 17. В полости графитового корпуса 1 помещен съемный графитовый контейнер 3 со сквозным цилиндрическим каналом 4 и радиальными отверстиями 5, над контейнером установлена матрица 9 с отверстиями 10 и подложками 11, а полость контейнера 3 герметизируется прокладкой 16, крышкой 12 с резьбовым отверстием и гайкой 2, причем в резьбовое отверстие крышки 12 вкручен пьедестал 13 с глухим отверстием и установленной на его поверхности подложкой 17. Для уменьшения утечки потока тепловой энергии из контейнера в окружающее пространство через крышку и дно корпуса, а также для герметизации внутренней полости тигля от утечки паров засыпки применены прокладки из графитовой фольги - графлекса. Остальные детали выполнены из высокоплотного графита, полученного методом изостатического прессования (например, из графита марки МПГ-9Н). Изобретение обеспечивает повышение производительности труда, экономию материала, более точный контроль температуры подложки, получение в одном технологическом цикле и монокристаллического слитка, и гетероструктур. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. тигель для выращивания монокристаллического слитка карбида кремния   с нитридом алюминия и гетероструктур на их основе, патент № 2425914

Рисунки к патенту РФ 2425914

тигель для выращивания монокристаллического слитка карбида кремния   с нитридом алюминия и гетероструктур на их основе, патент № 2425914

Изобретение относится к устройствам для получения полупроводников и предназначено, в частности, для получения твердых растворов карбида кремния с нитридом алюминия, используемых в производстве силовых, СВЧ- и оптоэлектронных приборов, работающих при высокой температуре и в агрессивных средах.

Известен тигель для эпитаксии карбида кремния (патент RU 2324019), который по своим конструктивным признакам можно выбрать в качестве прототипа. Тигель состоит из корпуса, закрытого сверху крышкой. В центре крышки находится пьедестал, выполненный заодно с крышкой, на котором закреплена подложка - затравка монокристалла. В полость корпуса тигля засыпан гранулированный источник паров. Например, гранулы чистого карбида кремния (SiC) или нитрида алюминия (AlN).

Недостатки приведенного тигля заключаются в том, что его конструкция не позволяет точно измерять температуру подложки и источника паров; не исключает утечку паров источника из-за неплотности прилегания корпуса тигля с крышкой; за один технологический цикл позволяет выращивать только один монокристалл, что снижает производительность. Для выращивания последующего монокристалла приходится менять использованную крышку на новую, что сопряжено с перерасходом материала и повышает себестоимость изделия.

Техническая задача данного изобретения состоит в повышении производительности труда, экономии материала, более точном контроле температуры подложки, получении в одном технологическом цикле и монокристаллического слитка, и гетероструктур.

Для достижения данной цели предложена конструкция тигля, включающая следующие особенности.

В полость корпуса тигля дополнительно помещен съемный контейнер. При этом образуются две полости для засыпки источника паров: в корпусе и в контейнере. На крышке контейнера по окружности установлены подложки (затравки). Контейнер снабжен сквозным цилиндрическим каналом с радиальными отверстиями, сообщающими полость контейнера с полостью корпуса. Применение дополнительного контейнера позволяет в одном технологическом цикле выращивать и монокристаллический слиток, и гетероструктуры (до 10 подложек). Пьедестал для выращивания монокристалла выполнен съемным (с наружной резьбой), вкручиваемым в крышку. По центру пьедестала выполнено глухое отверстие, дно которого находится в незначительном расстоянии от приклеенной к поверхности пьедестала подложки, что позволяет более точно измерить температуру подложки. Для уменьшения утечки потока тепловой энергии из контейнера в окружающее пространство через крышку и дно корпуса, а также для герметизации внутренней полости тигля от утечки паров засыпки применены прокладки из графитовой фольги - графлекса. Остальные детали выполнены из высокоплотного графита, полученного методом изостатического прессования (например, из графита марки МПГ-9Н).

Конструкция тигля приведена на чертеже.

Тигель включает пустотелый графитовый корпус 1 и гайку 2 с внутренней резьбой, накручиваемую на горловину корпуса. В полости корпуса помещен контейнер 3 со сквозным цилиндрическим каналом 4. Канал снабжен радиальными отверстиями 5, сообщающими полость контейнера 3 с полостью корпуса 1. В полость корпуса 1 и контейнера 3 засыпан гранулированный источник паров 7 и 8. Контейнер 3 закрыт матрицей 9 с радиальными отверстиями 10. Каждое отверстие сверху закрыто подложкой 11 (подложка приклеена к поверхности матрицы). Над затравками установлена крышка 12 с центральным резьбовым отверстием, в которую вкручен пьедестал 13 с глухим отверстием 14. Глухое отверстие служит для измерения пирометром температуры подложечного материала. Дно корпуса 1 и крышка 12 снабжены прокладкой 15 и 16 из прессованного графита (графлекса) с низкой теплопроводностью в поперечном направлении. Прокладки предназначены для уменьшения утечки потока тепловой энергии из контейнера 3 в окружающее пространство через крышку 12 и дно корпуса. Прокладка 16 одновременно служит и для герметизации внутренней полости тигля от утечки паров затравки. К пьедесталу 13 приклеен подложечный материал 17 для выращивания монокристаллического слитка.

Монокристалл и гетероструктуры в тигле выращивают следующим образом.

В полость корпуса 1 и контейнера 3 засыпают для сублимации гранулированный поликристаллический материал заданного состава (засыпки 7 и 8). К пьедесталу 13 и матрице 9 приклеивают подложки, поверхности которых подготовлены соответствующим образом. Устанавливают контейнер 3 в полость корпуса 1. Закрывают контейнер матрицей 9. Потом устанавливают прокладку 16 и крышку 12. Накручивают гайку 2 до упора на горловину корпуса. Тигель загерметизирован. После этого собранный тигель помещают внутри нагревателя специализированной установки в зону с известным тепловым полем. При температуре 2000-2300°C происходит испарение (сублимация) поликристаллического источника 7 и 8. Полученный пересыщенный пар осаждается на поверхность подложи 17, где и происходит рост монокристаллического слитка. Одновременно происходит эпитаксиальный рост монокристаллических пленок на подложках 11 для получения гетероструктур. Процесс роста монокристаллических слитков является многоцикличным, т.к. по мере испарения необходимо обновлять источник паров, поэтому после каждого цикла меняется матрица 9 с полученными гетероструктурами, а монокристалл продолжает разращиваться дальше.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Тигель для выращивания монокристаллического слитка карбида кремния с нитридом алюминия и гетероструктур на их основе, включающий графитовый корпус с гранулированным поликристаллическим источником, крышку, пьедестал и подложку, отличающийся тем, что в полости графитового корпуса помещен съемный графитовый контейнер со сквозным цилиндрическим каналом и радиальными отверстиями, над контейнером установлена матрица с отверстиями и подложками, а полость контейнера герметизируется прокладкой, крышкой с резьбовым отверстием и гайкой, причем в резьбовое отверстие крышки вкручен пьедестал с глухим отверстием и установленной на его поверхности подложкой.

2. Тигель для выращивания монокристаллического слитка карбида кремния с нитридом алюминия и гетероструктур на их основе по п.1, отличающийся тем, что прокладка выполнена из прессованного графита с низкой теплопроводностью в поперечном направлении.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2425914

patent-2425914.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C30B23/00 Выращивание монокристаллов конденсацией испаряемого или сублимируемого материала

Патенты РФ в классе C30B23/00:
способ получения алмазоподобных покрытий комбинированным лазерным воздействием -  патент 2516632 (20.05.2014)
способ получения оптических поликристаллических материалов на основе селенида цинка -  патент 2516557 (20.05.2014)
способ создания на подложках монокристаллических пленок твердого раствора висмут-сурьма -  патент 2507317 (20.02.2014)
способ получения больших однородных кристаллов карбида кремния с использованием процессов возгонки и конденсации -  патент 2495163 (10.10.2013)
композиционный оптический материал и способ его получения -  патент 2485220 (20.06.2013)
устройство для производства монокристаллического нитрида алюминия, способ производства монокристаллического нитрида алюминия и монокристаллический нитрид алюминия -  патент 2485219 (20.06.2013)
способ получения эпитаксиальных пленок твердого раствора (sic)1-x(aln)x -  патент 2482229 (20.05.2013)
способ выращивания монокристалла aln и устройство для его реализации -  патент 2468128 (27.11.2012)
способ получения монокристаллического sic -  патент 2454491 (27.06.2012)
способ получения кристаллов gan или algan -  патент 2446236 (27.03.2012)

Класс C30B23/02 выращивание эпитаксиальных слоев

Патенты РФ в классе C30B23/02:
способ получения алмазоподобных покрытий комбинированным лазерным воздействием -  патент 2516632 (20.05.2014)
способ получения оптических поликристаллических материалов на основе селенида цинка -  патент 2516557 (20.05.2014)
способ создания на подложках монокристаллических пленок твердого раствора висмут-сурьма -  патент 2507317 (20.02.2014)
композиционный оптический материал и способ его получения -  патент 2485220 (20.06.2013)
способ получения эпитаксиальных пленок твердого раствора (sic)1-x(aln)x -  патент 2482229 (20.05.2013)
способ получения на подложке кальций-фосфатного покрытия -  патент 2372101 (10.11.2009)
способ получения эпитаксиальных пленок растворов (sic) 1-x(aln)x -  патент 2333300 (10.09.2008)
способ выращивания тонкой монокристаллической пленки, светоизлучающее устройство на основе ga2o 3 и способ его изготовления -  патент 2313623 (27.12.2007)
буля нитрида элемента iii-v групп для подложек и способ ее изготовления и применения -  патент 2272090 (20.03.2006)
способ получения эпитаксиальных слоев твердых растворов sic-aln -  патент 2260636 (20.09.2005)

Класс C30B29/10 неорганические соединения или композиции

Патенты РФ в классе C30B29/10:
способ создания на подложках монокристаллических пленок твердого раствора висмут-сурьма -  патент 2507317 (20.02.2014)
подложка для выращивания эпитаксиальных слоев арсенида галлия -  патент 2489533 (10.08.2013)
способ получения эпитаксиальных пленок твердого раствора (sic)1-x(aln)x -  патент 2482229 (20.05.2013)
ферромагнитная полупроводниковая гетероструктура -  патент 2425184 (27.07.2011)
способ получения трехмерного фотонного кристалла на основе пленки опала с кремнием -  патент 2421551 (20.06.2011)
способ получения оптической среды на основе наночастиц sio2 -  патент 2416681 (20.04.2011)
способ получения на подложке кальций-фосфатного покрытия -  патент 2372101 (10.11.2009)
подложка для выращивания эпитаксиальных слоев нитрида галлия -  патент 2369669 (10.10.2009)
способ получения композиционного материала на основе фотонных кристаллов из оксида кремния -  патент 2358895 (20.06.2009)
монокристалл гексагидрата сульфата цезия-никеля, способ его выращивания и применение в качестве фильтра ультрафиолетового излучения -  патент 2357020 (27.05.2009)


Наверх