174175. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vegyület vékonyrétegek előállítására
5 174175 6 I—VIL, II—VI vagy III—V csoportba tartozó elemek egymás közötti vegyületei ill. az oxidok. A találmány szerinti eljárás során a gázhalmazállapotú elem reakcióba lép a növesztendő felülettel — melynek felületi atomjai a B elem csoportjába tartoznak és egy egyatomos réteget képeznek - a felületen keletkező erős B—A kötés következtében, miközben valamennyi A atom, amely ezután éri a felületet, azonnal visszatér a gáz halmazállapotba, ha az A—A kötés nem elég erős ahhoz, hogy megakadályozza az A elem visszapárolgását. Ha a növesztett réteg és a gáz halmazállapotú A elem között kölcsönhatás van, akkor a növesztendő réteg csak egy atomi réteggel tud nőni, még akkor is, ha a felületre becsapódó atomok száma jelentősen meghaladja azt a számot, amely egy egyatomos rétegnek felel meg. Miután a növesztendő felület kölcsönhatásban volt a gázhalmazállapotú A elemmel, kölcsönhatásba kerül a gázhalmazállapotú B elemmel, és ekkor a felületi rétegben levő A atomok ismét erős B-A kötésbe lépnek a közvetlenül beütköző B atomokkal és a felület most B elemből álló egyatomos réteggel van lefedve, mivel a B-B kötés nem képes megakadályozni a B elemnek gáz halmazállapotba való visszatérését. Ezek a váltakozó reakciólépések addig folytatódnak, amíg a kívánt vastagságú AB vegyületet meg nem kapjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló néhány előnyös berendezést mutatnak be az 1-7. ábrák. Az 1. és 2. ábrákon egy vákuumberendezés látható, melynél a 11 tengellyel forgatható tárcsára szerelt 14 alaplemezek — melyeken a réteget fogjuk növeszteni — a 10 kamrában vannak elhelyezve. A 12 tárcsa alatt helyezkednek el az egymástól kölcsönösen elválasztott 13a és 13b gőzforrások, melyek olyan elemekkel vannak felszerelve, hogy a réteg elemi összetevőinek a szükséges gőznyomását biztosítsák. Amikor a 12 tárcsa forog, akkor a 14 alaplemezek váltakozva kerülnek kölcsönhatásba az A (13a) és B (13b) elemek gőzeivel, miáltal végbemegy a találmány szerinti rétegnövekedés, feltéve, hogy a gáznyomások és az alaplemezek hőfoka a folyamat által igényelt értékeknek megfelelnek. A 3. és 4. ábrák szerint a 12 tárcsát a 11 tengellyel forgatható 12b gyűrűvel cseréltük fel és ennek a külső palástjára vannak a 14 alaplemezek felszerelve. A 13a, 13b és 13c gőzforrások a 12b gyűrű körül sugárirányban helyezkednek el. A 12a gyűrű forgási sebességének legmegfelelőbb értéke 1 és 20 fordulat/másodperc között van. Az 1-4. ábrák szerinti berendezés, mely a 14 alaplemezek és a 13 gőzforrások egymáshoz képesti mozgását biztosítja, ami megvalósítható úgy, hogy a 14 alaplemezek állnak és a gőzforrások mozognak. A berendezés úgy is megvalósítható, hogy pl. a 14 alaplemezek hozzá vannak erősítve egy szállító szalaghoz hasonló szervhez, mely az alaplemezeket viszi el a gőzforrások mellett. Belátható, hogy az alaplemez és a gőzforrások egymáshoz képesti mozgááa számos különféle eszközzel megvalósítható. Az 5. ábrának megfelelő berendezés 10 vákuumkamrát és különálló 19a és 19b reakciókamrákat tartalmazza, az alaplemezek forgásba hozhatók és mindegyik reakciókamrát vákuumzáró tömítés zárja el. Ez a berendezés lehetővé teszi, hogy a reakció egyes lépéseit jobban elkülönítsük, és hogy a reakció gázai kisebb mértékben szivárogjanak el, felépítése viszont bonyolultabb. A reakció lépéseinek javított elválasztása kevesebb mechanikusan mozgó résszel is elérhető a 6. és 7. ábrákon látható megvalósítási módokat alkalmazva. Az 5. ábrának megfelelően a 11a tengely axiális irányban is mozgatható. Mindkét mozgás megvalósítására alkalmas eszközt jelöl vázlatosan a 24 blokk. A mozgás vezérlését a 23 blokk jelöli vázlatosan és a 22 blokk jelöli hasonlóképpen a 15a és 15b szelepek vezérlését. A különböző gázok forrásait a 20a és 20b hivatkozási számok jelölik. A 21 hivatkozási szám a 19a és 19b reakció kamrákkal kapcsolatban levő tömítéseket jelölik. A 6. ábrán látható berendezésben az alaplemezt a 12c alapra el nem mozgathatóan szereltük fel és az alapot a 17 fűtőtaggal megfelelő hőmérsékleten tartjuk. A berendezés két gőzforrást tartalmaz, melyek olyan felépítésűek, hogy váltakozva hatnak a 14 alaplemezre. Ezt a 15a és 15b szelepekkel valósítjuk meg, melyek a 16a és 16b csövekbe vannak illesztve. Ezek a szelepek váltakozva nyitnak és zárnak, úgyhogy míg a 15a/l 5b szelepek egyike nyit, addig a másik 15b/l 5a szelep zár. Ezt a működésmódot megvalósító eszközöket a 18 blokk és k kapcsoló jelöli vázlatosan. A 7. ábrának megfelelően a 19 reakciókamrán kívül vannak a 20a és a 20b különböző gázforrások. A 14 alaplemezeket a 10 kamrában a 29 és 30 különleges tartó eszközökkel tartjuk meg a helyzetükben. A 10 reakciókamrát váltakozva megtöltjük az elemek gázaival a 15a és 15b szelepeken keresztül és a kamrát a szelepekkel együtt, az egymás után következő lépések között vákuum alá helyezzük, a 26 szelep segítségével. Ennél az elrendezésnél a 10 reakciókamra falait a 14 alaplemezeken való növekedéssel egyidejűleg lefedi a vegyület, mely az alaplemezek mindkét oldalán bevonatot képez. A 28 blokk jelöli a 26 szelepek működtetésére szolgáló elemeket és a 25 blokk jelöli azok vezérlő berendezéseit. A találmány elméleti alapjait a következőkben újuk le, nagyrészt a találmány fentiekben részletezett különféle foganatosítási módjai alapján. A 13a forrásban az A elem szilárd halmazállapota és a Ta hőmérséklethez tartozó pA gőznyomása között egyensúly van (vagy ha TA nagyobb, mint A olvadáspontja, az egyensúly a folyékony és a gáz halmazállapot között érvényesül). A B elem számára a megfelelő helyzet a 13b forrásban alakul ki. önkiegyenlítő ALE eljárás esetében az alaplemez T0 hőmérsékletét magasabb értéken tartjuk, mint a TA és Tß forráshőfokok, ami annyit jelent, hogy az A és B gőzök nem csapódnak le az alaplemezen. Amennyiben az A atomok szilárd halmazállapotú vegyületet alkotnak az oxigénnel (alaplemez oxigénjével) és a kötési energia elég nagy ahhoz, hogy megakadályozza a vegyület el-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
