181779. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés különböző elemekből álló atmokból összetett vékony filmréteg növesztésére valamely hordozó felületén

9

181775

10

rinti forrásoknál, valamint a 13. és 14. ábrák szerinti kiviteli alaknál. A (6) egyenlet megoldása tehát a következő:

p(x,t)=p0erfc (x/2\/Dt) (7)

ahol x az impulzusok szélei között levő távolságot fejezi ki, t pedig az impulzus kezdetétől eltelt idő. Egy p 1 izobár nyomás az impulzus-szélektől terjed a következő egyenlet szerint,

x=2C,VDt (8)

ahol Ci jelentése

erfcC,=pi/p0 (9)

lelően valamely gázimpulzusban levő reaktív gázmolekulák száma a következő egyenlettel írható le:

n2=v • tj • p0 • A/kT (16)

5

ahol ti a reaktív impulzus időtartama. Abban az esetben, ha valamely felületegység teljes befedéséhez szükséges atomok száma Ns, és a reaktív gőzhasználat hatásossága tj, akkor a reaktív gőzimpulzusban 10 levő atomok számát a következő egyenlettel számíthatjuk:

ni=Ns-As/r? (17)

15 ahol As a szubsztrátum-felület. Abban az esetben, ha ni=n2, akkor

A V diffúziós gát, amely képes lecsökkenteni az Ax és By parciális nyomását pi értékre, XB hosszúságú a (8) egyenlet és az 1. ábra szerint, és a következő módon írható le:

XB=2-xpi=4-C,VDt (10)

Valamely v vivőgázsebességnél az XB diffúziós gát hossza a reaktív gőzimpulzusok létesítési pontjától számítva L távolságnál, a következő képlettel fejezhető ki,

Xb=4*C1VD1/v (11)

amely megfelel a tB reaktív impulzusok közötti intervallumnak, és a következő egyenlettel írható le:

20

Ns • As • kT V * ti • A • TJ

(18)

A (18) egyenlet másrészt megadja a t, impulzustartamot egy adott pQ esetén. Azt találtuk, hogy 1, minimumnál a pQ gőznyomás érték növekszik. Egy felső határt p0 gőznyomásra a vivőgáznyomás hatá- 25 roz meg, amelyről azt találtuk, hogy legkisebb optimális áramlási szintre, pr • v és t0 körülményekre előnyös. Alacsony áramlási szint még használható a reaktív pD gőznyomás legkisebb sugárirányú profiljai esetén. Ax és By reaktív gőzökből való egy- 30 szerű biner AB összetételre a legrövidebb eljárási időszakasz, tp, a következő egyenlettel fejezhető ki:

tp—2(tp +ti)

(19)

tB=XB/v=4 • ClV/DL/v3

(12) 35 abban az esetben, ha tA=tB=t! és tiA=tiB=tD.

Gyakorlati célokra a D diffúziós állandót a következő egyenlettel fejezhetjük ki:

D=Dx/p (13)

ahol a Dx állandó független a diffúziós közeg nyomásától. így tehát tB a következő egyenlettel írható le:

tB=4-C1VDVL/v3p (14)

A (14) egyenlet szerint tB nagymértékben függ a v vivőgázsebességtől, amely a következő egyenlettel is kifejezhető:

v=S/A (15)

ahol S a szivattyúzási sebesség és A a szabad keresztmetszeti felület a reakciócsőben. Egy minimális vivőgázmennyiség meghatározott tB értékre nagy mennyiségeket eredményez kis nyomáson, amely azonban nem mehet pQ alá.

A nyomáshatárok a reaktív gőzök pQ parciális nyomására a szubsztrátum-felületek teljes bevonásához szükséges teljes atom- vagy molekula-mennyiségből származtathatók le. A kinetikus gázelméletnek és a szóban forgó növesztési geometriának megfe-A találmány szerinti kiviteli módoknál a gyakorlati nagyságrend tD-re és t^ra 0,1 . .. 1 és 0,05 .. . 0,5 másodperc, pr=0,5 ... 5 mb nyomáson. 40 Egy további korlátozásként megjegyezhetjük az egydimenziós diffúziós analízis esetében, hogy mind az impulzusok hossza 1 {(=v/t t), mind az XD diffúziós gátak hossza nagyobb, mint a reakciócsövek átmérője, amely az egydimenziós megközelítés kö- 45 vetelményének tekinthető. A fenti analízisnél a reaktív gőzimpulzusok meredek szélei valószínűleg az indulási pontnál vannak. Az 5. ábra szerinti forrásmód könnyen megvalósítható szabványos szelepekkel. A

6. és 7. ábrák szerinti forrásmód esetén részletes 50 elemzésre van szükség előirányzott helyzet elérésére. A forrás rögzített állapotát akkor éljük el, ha diffúziós gátakat képezünk a 43 csőben és 12 csatlakozóban. Ilyen diffúziós gátakhoz szükséges viszonyok az f2 és f3 áramlási szintekből vezethetők le ilyen 55 csövekben a (8) egyenlet differenciálása útján, amely egy vd izobár sebességet ad a vívőgázban:

vd = = C, VD/Vt=2C? D/x=2Cí Dx/xp (20)

dt

60

Egy diffúziós gát fd áramlási szintnél alakul ki, amely vf vd vivőgáz áramlási sebességet ad egy Af keresztmetszeti felülettel rendelkező csatornában:

65 vf = fd/Af • p • 2Ci Dx/xp

(21)

5