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DE19813523A1 - CVD-Reaktor - Google Patents

CVD-Reaktor

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DE19813523A1
DE19813523A1 DE1998113523 DE19813523A DE19813523A1 DE 19813523 A1 DE19813523 A1 DE 19813523A1 DE 1998113523 DE1998113523 DE 1998113523 DE 19813523 A DE19813523 A DE 19813523A DE 19813523 A1 DE19813523 A1 DE 19813523A1
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DE
Germany
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reactor
reactor according
hollow body
susceptor
heat
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DE1998113523
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Holger Juergensen
Marc Deschler
Gerd Strauch
Markus Schumacher
Johannes Kaeppeler
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Aixtron SE
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Aixtron SE
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Priority to ES99910144T priority patent/ES2166218T3/es
Priority to DE59900317T priority patent/DE59900317D1/de
Priority to EP99910144A priority patent/EP0975821B1/de
Priority to KR1019997009614A priority patent/KR100626474B1/ko
Priority to PCT/DE1999/000455 priority patent/WO1999042636A1/de
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Abstract

Beschrieben wird ein CVD-Reaktor mit DOLLAR A - einem Reaktorgehäuse mit einem Deckel, DOLLAR A - einem in dem Reaktorgehäuse angeordneten geheizten Susceptor, auf dem wenigstens ein Wafer angeordnet werden kann, DOLLAR A - einem zentralen Fluideinlaß, durch den insbesondere temperierte CVD-Medien etc. in den Reaktor eintreten, und DOLLAR A - einem Fluidauslaß, der am Umfang des Reaktorgehäuses angeordnet ist, und durch den die eingelassenen Medien austreten. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Fluidauslaß in etwa die Form einer Scheibe mit einer Vielzahl von Auslaßöffnungen für die CVD-Medien etc. hat, und zwischen Susceptor und Reaktordeckel derart angeordnet ist, daß der Fluidauslaß durch Strahlung vom Susceptor beheizt wird, und sich damit auf eine Temperatur zwischen der Temperatur des Susceptors und dem Reaktordeckel einstellt, durch die die CVD-Medien etc. temperiert eintreten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen CVD-Reaktor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
CVD-Reaktoren sind allgemein bekannt und werden bei­ spielsweise von der Aixtron AG, Aachen, DE hergestellt und vertrieben. Auf diese bekannten CVD-Reaktoren wird zur in Erläuterung aller hier nicht näher beschriebenen Begriffe ausdrücklich verwiesen.
Die bekannten CVD-Reaktoren weisen ein Reaktorgehäuse mit einem Deckel auf, in dem ein geheizter Susceptor vorgese­ hen ist, auf dem wenigstens ein Wafer angeordnet werden kann. Als Einlaß für CVD-Gase oder Flüssigkeiten ist in der Regel ein zentraler Fluideinlaß vorgesehen. Der Fluidauslaß ist dann meistens am Umfang des Reaktorgehäu­ ses angeordnet.
Als Fluideinlaß werden entweder zentrale Gasinlet- Nozzle's, die die Gase vom Zentrum des Reaktors radial über die Wafer ausströmen lassen, oder sog. Showerheads im bzw. am Reaktordeckel verwendet, die direkt oberhalb des Wafers angeordnet sind, und aus sehr vielen kleinen Löchern das Gas in Form einer Dusche vertikal nach unten auf die Wafer sprühen. Derartige Reaktoren werden bei­ spielsweise von der Fa. Thomas Swan, GB vertrieben.
Nun gibt es Materialien, für die es von Vorteil ist, wenn die Gase temperiert in den Reaktor eingelassen werden. Dies kann man dadurch erreichen, daß die Gase vorgewärmt werden, oder daß der Einlaß geheizt wird.
Für als Showerhead ausgebildete Fluideinlässe ist es be­ kannt, den Showerhead mit komplizierten Wasserkanälen zur Thermostatisierung auszurüsten. Diese Ausgestaltung hat nicht nur den Nachteil, daß sie aufwendig und damit teuer ist, sondern auch den Nachteil, daß der Einsatz von Was­ serkanälen in CVD-Reaktoren immer ein gewisses Risiko darstellt. Beispielsweise kann im Falle eines Lecks das Kühlwasser in den Reaktor-Innenraum austreten und mit dem oder den CVD-Gasen explosionsartig reagieren. Ein weite­ rer Nachteil ist die mit der Wassererwärmung einhergehen­ de Temperaturinhomogenität im Showerhead.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen CVD- Reaktor mit einem als Showerhead ausgebildeten Fluidein­ laß derart weiterzubilden, daß der Fluideinlaß und damit die einzulassenden Fluide, also Gase und/oder Flüssigkei­ ten in einfacher Weise und insbesondere unter Verzicht auf Wasserkanäle etc. temperiert werden können.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Pa­ tentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 folgende. In den Ansprü­ chen 31 und 32 sind Verfahren unter Verwendung eines er­ findungsgemäß angegebenen Reaktors beansprucht.
Erfindungsgemäß wird ein CVD-Reaktor mit den im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen derart weitergebildet,
  • - daß die Fluideinlaßeinheit einen vom Reaktordeckel beabstandeten Hohlkörper aufweist, dessen Unterseite, in der die Öffnungen vorgesehen sind, im wesentlichen durch Wärmestrahlung vom Susceptor erwärmt wird,
  • - daß eine Spülgaseinlaßvorrichtung vorgesehen ist, die in den Zwischenraum zwischen der Oberseite des Hohl­ körpers und dem Reaktordeckel ein Spülgas derart ein­ leitet, daß die Oberseite Wärme im wesentlichen durch Wärmeleitung in dem Gas an die Umgebung abgibt, und
  • - daß die Wärmezu- und ableit-Bedingungen zum bzw. vom Hohlkörper derart eingestellt sind, daß sich die Un­ terseite ohne Zufuhr eines Temperiermediums von außen auf eine wählbare Temperatur, durch die die CVD-Medien temperiert werden, einstellt, und daß zwischen der Oberseite und der Unterseite des Hohlkörpers ein posi­ tiver Temperaturgradient besteht.
Unter CVD-Medien werden im Rahmen der vorliegenden Be­ schreibung CVD- und insbesondere MOCVD-Gase, Flüssigkei­ ten, Lösungen oder Gemische der vorstehenden Stoffe - im, folgenden auch allgemein mit dem Oberbegriff "Fluid" be­ zeichnet - verstanden.
Erfindungsgemäß wird ein bekannter CVD-Reaktor also da­ durch weitergebildet, daß die Fluideinlaßeinheit eine Einheit aufweist, die in etwa die Form einer Hohlscheibe mit einer Vielzahl von Auslaßöffnungen für die CVD-Medien etc. - also eines an sich bekannten Showerheads - hat, und zwischen Susceptor und Reaktordeckel derart angeord­ net ist, daß die Unterseite der Fluideinlaßeinheit durch Strahlung vom Susceptor beheizt wird, und sich damit auf eine Temperatur zwischen der Temperatur des Susceptors und dem Reaktordeckel einstellt, so daß die CVD-Medien etc. beim Passieren der Fluideinlaßeinheit temperiert werden. Da an der Oberseite der Fluideinlaßeinheit eine (einstellbare) Wärmesenke vorgesehen ist, stellt sich in Axialrichtung über die Fluideinlaßeinheit ein bestimmter Temperaturgradient ein.
Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, den komplizierten Aufbau bekannter Reaktoren, bei denen die Thermostatisierung des Reaktordeckels und des Gaseinlas­ ses in Form eines mit Flüssigkeit durchströmten Shower­ heads und dafür erforderlicher separater Heizaggregate er­ folgt, dadurch zu vereinfachen, daß man den Showerhead vom Reaktordeckel getrennt als separates Bauteil aus­ führt. Da der Susceptor ohnehin durch eine Infrarot- Heizung, eine Widerstandsheizung oder eine Hochfrequenz­ heizung auf eine Temperatur zwischen typischerweise ca. RT°C und 1200°C aufgeheizt wird, und somit eine beträcht­ liche Wärmemenge über Strahlung an seine Umgebung abgibt, wird die Fluideinlaßeinheit aufgeheizt. Durch die erfin­ dungsgemäßen Maßnahmen wird die Temperatur, auf die die Fluideinlaßeinheit aufgeheizt wird, kontrolliert einge­ stellt.
Bevorzugt bringt man einen aus einem gut wärmeleitfähigem Metall gefertigten dünnen Showerhead in dem Reaktor un­ terhalb des Reaktordeckels sowie gegebenenfalls unterhalb einer thermostatisierten Ceiling an.
Dieser Aufbau hat eine Reihe von Vorteilen:
Der Showerhead wird direkt durch Strahlung von unten vom Susceptor beheizt. Insbesondere kann der Abstand zwischen Susceptor und Hohlkörper zur Einstellung der Temperatur der Unterseite des Hohlkörpers einstellbar sein. Hierzu kann eine Halteeinheit für den Hohlkörper mit einem Ge­ winde vorgesehen sein.
Die Wärmezu- bzw. abfuhr zum bzw. vom Hohlkörper wird durch die Temperatur des Susceptors, des nun frei ju­ stierbaren Abstands zum Susceptor, und die Leitfähigkeit des Gases im Reaktor (Wahl des Trägergases, beispielswei­ se Stickstoff oder Wasserstoff oder ein Gemisch dieser Gase und Totaldruck) bestimmt. Eine bisher nötige Bei­ stellung eines zusätzlichen Heizaggregates zur Beheizung und Temperierung des Showerheads entfällt.
Die Wärmeabfuhr nach oben von der Oberseite des Shower­ heads weg wird dadurch bestimmt, welches Spülgas oberhalb des Showerheads und der Quarz-Ceiling und welches Spülgas zwischen Quarz-Ceiling und Metall-Reaktor-Deckel benutzt wird.
Hierbei kann insbesondere die von Frijlink et al. vorge­ schlagene thermostatisierte Ceiling zur Anwendung kommen. Insofern wird durch die Anwendung von zwei Spülgasgemi­ schen die absolute Temperatur und der Temperatur-Gradient des Showerheads im Reaktor sehr präzise regel- bzw. ein­ stellbar.
Vor allem wird der bei den meisten Anwendungen gewünschte positive Temperatur-Gradient vom Showerhead zum Susceptor automatisch gewährleistet. Der Temperatur-Gradient kann zusätzlich durch eine weitere Ausgestaltung kontrolliert beeinflußt werden, indem lokal Wärmeabschirmbleche und eine Mehrlagen-Ausführung des Showerheads mit Materialien eingeführt werden, die unterschiedliche Reflexions- und Absorptions-Koeffizienten aufweisen.
Ansonsten ist der Reaktor konventionell aufgebaut: Insbe­ sondere kann der Reaktor ein runder Reaktor - ähnlich dem bekannten Planetenreaktor - mit zentralem Gaseinlaß und außen herumliegenden Exhaust sein. Der Exhaust kann ins­ besondere der van Frijlink et al. vorgeschlagene Tunnel sein. Die Decke des Reaktors kann ebenfalls wie die von Frijlink vorgeschlagene Ceiling ausgeführt und damit thermostatisierbar sein.
Der Susceptor ist entweder ein Planetensusceptor mit dop­ pelter Rotation oder nur eine große einfache Scheibe, die aber auch auf Gas-Foil-Rotation oder aber mechanisch ro­ tiert. In letzterem Fall kann man dann jeweils nur einen Wafer, aber dafür größere Wafer zentral auflegen. Alter­ nativ oder zusätzlich ist es möglich, die Fluideinlaßvor­ richtung um ihre axiale Achse zu drehen.
Für die Schichtherstellung von Mehrkomponenten-Stoff­ systemen werden z. B. β-Diketonate oder andere Metall­ organischen Lösungen verwandt, deren Mischung nun einer­ seits direkt im Showerhead durchgeführt werden kann, durch konstruktive Einrichtung eines oder mehrerer Ein­ lässe in den Showerhead, mit gleicher oder unterschiedli­ cher Temperatur. Andererseits kann der Showerhead auch derart ausgebildet sein, daß verschiedene Gase separat im Showerhead geführt werden, und eine Durchmischung erst bei Austritt aus dem Showerhead in den Reaktorraum er­ folgt, um parasitäre Vorreaktionen zu vermeiden.
Das Risiko, zusätzliches Kühlwasser in der Nähe des Gas­ einlasses zur Thermostatisierung zu benutzen, entfällt. Der Showerhead ist wesentlich einfacher justierbar und austauschbar. Der Reaktor wird sehr flexibel, da die ver­ schiedensten Showerheads sehr schnell eingesetzt und aus­ getauscht werden können, für unterschiedliche Wafergrö­ ßen, ohne größere Veränderung des Reaktors, Demontage oder Öffnung von Medienleitungen. Der Reaktor ist ther­ misch von allen Seiten bestimmt, und alle Wände sind ge­ heizt, so daß minimale Ablagerungen entstehen.
Ein weiterer Vorteil ist, daß jeder vorhandene Planeten­ reaktor sehr einfach umrüstbar ist, da die Fluidein­ laßeinheit voll kompatibel zu herkömmlichen Einlässen ist.
Der erfindungsgemäße Reaktor kann für alle Arten von CVD- Prozessen benutzt werden, also z. B. zum Aufbringen bzw. Bearbeiten von III-V, II-VI, IV-IV Materialien, ferner von ein- und mehrkomponentigen Oxiden, Perowskiten, wie z. B. Barium- und Strontium-Titanat (ST bzw. BT), Barium- Strontium-Titanat (BST), Strontium- und Barium-Zirkonat- Titanate, Strontium-Wismut-Tantalat (SBT), Blei-Zirkonat- Titanat (PZT), sowie von mit Akzeptor- oder/und Donator- Dotierungen versehenen oben aufgeführten Materialsyste­ men.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die Showerheads sehr leicht austauschbar sind. Damit ist es möglich, je nach verwen­ deter Waferform Showerheads einzusetzen, deren Loch- bzw. Auslaßanordnung der Anordnung und Form der darunter ange­ ordneten Wafern entspricht, so daß eine sehr homogene und dennoch sparsame Bearbeitung bzw. Beschichtung der Wafer möglich ist.
Darüberhinaus kann der erfindungsgemäß ausgebildete Reak­ tor auch mit Ätz- bzw. Reinigungsfluiden betrieben wer­ den, um ggf. entstehende Ablagerungen bzw. Kondensate schnellsten wieder zu entfernen (self cleaning). In die­ ser Bauart wird der Reaktor mit einem Showerhead aus ei­ nem Material ausgerüstet, das gegenüber dem Ätzgas resi­ stiv ist.
Weiterhin kann der Reaktor mit einem normalen Gasversor­ gungssystem betrieben werden, oder aber auch mit einem Liquid-Delivery-System oder Aerosol-System, das die Gase schon temperiert zuführt (sog. LDS-System).
Die Rotationsgeschwindigkeit ist im Falle von doppelter Rotation (Planetenrotation) relativ langsam und liegt ty­ pischerweise zwischen 10 und 200 rpm.
Falls nur ein Wafer zentral eingesetzt wird, können ver­ schiedenste Rotationen zwischen 5 und 1500 rpm benutzt werden.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all­ gemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla­ risch beschrieben, deren
einzige Figur einen schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt.
Der in der Figur im Querschnitt dargestellte CVD-Reaktor weist ein Reaktorgefäß 1 mit einem Reaktordeckel 2 auf. Das Reaktorgefäß 1 und der Deckel 2 sind bei dem gezeig­ ten Ausführungsbeispiel wassergekühlt, so daß sie sich immer in etwa auf Raumtemperatur befinden. Im Reaktorge­ fäß 1, das insbesondere eine zylindrische Form haben kann, ist ein Gasauslaß 21 in an sich bekannter Weise vorgesehen.
Im Innenraum des Reaktorgefäßes 1 ist ferner ein Suscep­ tor 3 für Wafer 4 angeordnet, die mittels eines CVD- Prozesses bearbeitet bzw. beschichtet werden sollen. Der Susceptor 3 wird mittels einer Heizeinrichtung 5, die ei­ ne Infrarot-Heizung, eine Widerstandsheizung oder eine Hochfrequenzheizung sein kann, auf eine Temperatur zwi­ schen ca. RT°C und 1200 °C aufgeheizt.
Oberhalb des Susceptors 3 ist eine Fluideinlaßeinheit 6 angeordnet, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Form einer Hohlscheibe hat. In der Unterseite 6' der Ein­ heit 6 sind eine Vielzahl von Löchern (in der Figur sche­ matisch dargestellt) vor gesehen, deren Anordnung der Form der Wafer 4 angepaßt sein kann. Der Abstand zwi­ schen Fluideinlaßeinheit 6 und Susceptor 3 ist bei­ spielsweise über ein Gewinde einstellbar.
In den Innenraum der Hohlscheibe 6 münden Leitungen 71 bis 73, durch die Gase und insbesondere CVD-Gase von ei­ ner nicht dargestellten, im übrigen jedoch bekannten Gas­ versorgungseinheit - die gegebenenfalls eine Vortempe­ riereinrichtung aufweist - in den Innenraum der Hohl­ scheibe 6 strömen. Die Gase treten dann aus dem Innenraum durch die (nicht dargestellten) Löcher aus und beauf­ schlagen homogen die Wafer 4.
Zwischen der Hohlscheibe 6 und der Unterseite des Reak­ tordeckels 2 ist ein Wärmeschild 8, auch als Ceiling be­ zeichnet, vorgesehen. Der Wärmeschild 8 ist eine Platte aus einem wärmeresistenten und inerten Material, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiels besteht die Platte aus Quarz.
Ferner ist eine Spülgaseinlaßvorrichtung vorgesehen, die über Leitungen 91 und 92 mit dem Reaktor verbunden ist. Die Leitung 91 mündet in dem Zwischenraum zwischen Reak­ tordeckel 2 und Wärmeschild 8, die Leitung 92 mündet in dem Zwischenraum zwischen Wärmeschild 8 und Oberseite der Hohlscheibe 6. Die Spülgaseinlaßvorrichtung ist derart ausgebildet ist, daß die Zusammensetzung und/oder der Durchsatz des bzw. der in den bzw. die Zwischenräume oberhalb der Oberseite des Hohlkörpers eingeleiteten Gase zur Einstellung der Wärmeableitbedingungen änderbar ist.
Die Wärmezu- und ableit-Bedingungen zum bzw. vom Hohlkör­ per 6 können derart eingestellt, daß sich die Unterseite ohne Zufuhr eines Temperiermediums von außen auf eine wählbare Temperatur, durch die die CVD-Medien temperiert werden, einstellt, und daß zwischen der Oberseite und der Unterseite des Hohlkörpers ein positiver Temperaturgra­ dient besteht. Hierdurch wird ein Zusetzen der Löcher vermieden. Darüberhinaus besteht ein positiver Temperatur­ gradient zum Susceptor.

Claims (32)

1. CVD-Reaktor mit
  • - einem Reaktorgehäuse mit einem Gehäusedeckel,
  • - einem in dem Reaktorgehäuse angeordneten geheizten Susceptor für ein oder mehrere Wafer,
  • - einer Fluideinlaßeinheit mit einer Vielzahl von dem oder den Wafern zugewandten Öffnungen, durch die ins­ besondere temperierte CVD-Medien etc. in den Reaktor eintreten, und
  • - einem Fluidauslaß, der am Umfang des Reaktorgehäuses angeordnet ist, und durch den die eingelassenen Medien wieder austreten,
    dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Fluideinlaßeinheit einen vom Reaktordeckel beabstandeten Hohlkörper aufweist, dessen Unterseite, in der die Öffnungen vorgesehen sind, im wesentlichen durch Wärmestrahlung und/oder durch Wärmeleitung vom Susceptor erwärmt wird,
  • - daß eine Spülgaseinlaßvorrichtung vorgesehen ist, die in den Zwischenraum zwischen der Oberseite des Hohl­ körpers und dem Reaktordeckel ein Spülgas derart ein­ leitet, daß die Oberseite Wärme im wesentlichen durch Wärmeleitung in dem Gas an die Umgebung abgibt, und
  • - daß die Wärmezu- und ableit-Bedingungen zum bzw. vom Hohlkörper derart eingestellt sind, daß sich die Un­ terseite ohne Zufuhr eines Temperiermediums von außen auf eine wählbare Temperatur, durch die die CVD-Medien temperiert werden, einstellt, und daß zwischen der Oberseite und der Unterseite des Hohlkörpers ein posi­ tiver Temperaturgradient besteht.
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Susceptor und Hohlkörper zur Einstellung der Tempera­ tur der Unterseite des Hohlkörpers einstellbar ist.
3. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstandseinstellung eine Halteeinheit für den Hohlkörper mit einem Gewinde vorgesehen ist.
4. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktordeckel thermo­ statisiert ist.
5. Reaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktordeckel eine Kühlung mittels eines flüssigen Mediums, wie Wasser aufweist.
6. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Reaktordeckel und der Oberseite des Hohlkörpers ein Wärmeschild (Cei­ ling) vorgesehen ist.
7. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeschild eine Plat­ te aus einem wärmeresistenten und inerten Material, wie Quarz ist.
8. Reaktor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülgaseinlaßvorrich­ tung einen ersten Gasauslaß in dem Zwischenraum zwi­ schen Reaktordeckel und Wärmeschild und einen zweiten Gasauslaß in dem Zwischenraum zwischen Wärmeschild und Oberseite des Hohlkörpers aufweist.
9. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülgaseinlaßvorrich­ tung derart ausgebildet ist, daß die Zusammensetzung und/oder der Durchsatz des bzw. der in den bzw. die Zwischenräume oberhalb der Oberseite des Hohlkörpers eingeleiteten Gase zur Einstellung der Wärmeableitbe­ dingungen änderbar ist.
10. Reaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülgaseinlaßvorrich­ tung unterschiedliche Gase bzw. Gaszusammensetzungen zwischen der Oberseite des Hohlkörpers und dem Wärme­ schild und dem Wärmeschild und dem Reaktordeckel ein­ leitet.
11. Reaktor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülgaseinlaßvorrich­ tung ein Gasgemisch aus Gasen mit unterschiedlichen Wärmeleitung, wie z. B. aus H2 und N2 einleitet.
12. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper aus einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit oder aus mehreren Lagen verschiedener Metalle mit unterschiedlichen Wär­ meleitfähigkeiten, Reflexions- und Absorptionseigen­ schaften besteht.
13. Reaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine gerin­ ge Wärmekapazität hat.
14. Reaktor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine dünne Scheibe ist.
15. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Susceptor ein Plane­ tensusceptor mit doppelter Rotation ist.
16. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Susceptor eine Scheibe ist.
17. Reaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe mechanisch oder auf Gas-Foil-Rotation rotiert.
18. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper oder Teile des Hohlkörpers drehbar ausgebildet ist, und die Scheibe und/oder der Suszeptor nicht gedreht wird.
19. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluideinlaßeinheit derart ausgebildet ist, daß Gase und/oder Flüssigkei­ ten, wie Metall-organischen Lösungen etc. im Hohlkör­ per gemischt werden können.
20. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluideinlaßeinheit derart ausgebildet ist, daß sie getrennte Öffnungen für unterschiedliche Fluide aufweist.
21. Reaktor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Öffnun­ gen derart angeordnet sind, daß die Fluide nach ih­ rem Austritt aus den Öffnungen vermischt werden.
22. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Tempe­ riereinrichtung vorgesehen ist, die die Fluide vor ihrem Eintritt in den Hohlkörper (vor-)erwärmt.
23. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluideinlaßeinheit derart ausgebildet ist, daß sie gegenüber einem Ätz- bzw. Reinigungsgas resistent ist.
24. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor eine kreiszy­ lindrische Form hat.
25. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Seitenwände des Reaktors thermostatisiert sind.
26. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Inneren des Reaktors zwischen ca. 0,1 und 1000 mbar beträgt.
27. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluideinlaßeinheit die CVD-Medien mit Drücken zwischen 0,1 und 10 bar ein­ läßt.
28. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Infrarot-Heizung, ei­ ne Widerstandsheizung oder eine Hochfrequenzheizung den Susceptor beheizt.
29. Reaktor nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung den Susceptor auf eine Temperatur zwischen ca. RT°C und 1200°C auf­ heizt.
30. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Wärme­ schild zwischen Oberseite des Hohlkörpers und Reaktor­ deckel weitere Wärmeschilde vorgesehen sind.
31. CVD-Verfahren zur Herstellung dünner Schichten aus III-V, II-VI, IV-IV Materialien, ferner von ein- und mehrkomponentigen Oxyden, Perowskiten, wie z. B. Bari­ um- und Strontium-Titanat (ST bzw. BT), Barium- Strontium-Titanat (BST), Strontium- und Barium- Zirkonat-Titanate, Strontium-Wismut-Tantalat (SBT), Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30.
32. CVD-Verfahren zur Herstellung dünner dotierter und insbesondere Akzeptor- oder Donator-dotierter Schich­ ten aus III-V, II-VI, IV-IV Materialien, ferner von ein- und mehrkomponentigen Oxyden, Perowskiten, wie z. B. Barium- und Strontium-Titanat (ST bzw. BT), Barium- Strontium-Titanat (BST), Strontium- und Barium- Zirkonat-Titanate, Strontium-Wismut-Tantalat (SBT), Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001057289A1 (de) * 2000-02-04 2001-08-09 Aixtron Ag Vorrichtung und verfahren zum abscheiden einer oder mehrerer schichten auf ein substrat
WO2002018679A1 (de) * 2000-09-01 2002-03-07 Aixtron Ag Vorrichtung zum abscheiden insbesondere kristalliner schichten auf insbesondere kristallinen substraten
US6964876B2 (en) 2001-05-17 2005-11-15 Aixtron Ag Method and device for depositing layers
US7067012B2 (en) 2000-09-01 2006-06-27 Aixtron Ag CVD coating device
US7201942B2 (en) 2000-02-16 2007-04-10 Aixtron Ag Coating method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4330266A1 (de) * 1992-09-10 1994-03-17 Mitsubishi Electric Corp Reaktionskammer für chemischen Gasphasenabscheidungsapparat sowie chemischer Gasphasenabscheidungsapparat zum Benutzen einer derartigen Reaktionskammer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4330266A1 (de) * 1992-09-10 1994-03-17 Mitsubishi Electric Corp Reaktionskammer für chemischen Gasphasenabscheidungsapparat sowie chemischer Gasphasenabscheidungsapparat zum Benutzen einer derartigen Reaktionskammer

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001057289A1 (de) * 2000-02-04 2001-08-09 Aixtron Ag Vorrichtung und verfahren zum abscheiden einer oder mehrerer schichten auf ein substrat
US6849241B2 (en) 2000-02-04 2005-02-01 Aixtron Ag. Device and method for depositing one or more layers on a substrate
US7201942B2 (en) 2000-02-16 2007-04-10 Aixtron Ag Coating method
WO2002018679A1 (de) * 2000-09-01 2002-03-07 Aixtron Ag Vorrichtung zum abscheiden insbesondere kristalliner schichten auf insbesondere kristallinen substraten
US6905548B2 (en) 2000-09-01 2005-06-14 Aixtron Ag Device for the deposition of crystalline layers on crystalline substrates
US7067012B2 (en) 2000-09-01 2006-06-27 Aixtron Ag CVD coating device
US6964876B2 (en) 2001-05-17 2005-11-15 Aixtron Ag Method and device for depositing layers

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