JPS61125013A - 半導体物質熱処理用炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、垂直に立っている加熱可能な石英ガラス管と
、棒又は管から組立てられ、中に１個又は多数の円板状
の物質を間隔を置いて且つ本質的に相互に平行に受取る
拡散格子囲いが入れられる支持装置とを有している半導
体物質の熱処理炉、特に、拡散炉に関するものである。

従来の技術 半導体物質の熱処理のためのこのような垂直に作動可能
な炉設備は、米国特許第４，４１２，８１２号から公知
となっている。炉の中に懸垂されることができる支持装
置は、わくを有しており、このわくの中に、水平位置に
おいて、個々の格子囲いが入れられる。垂直に炉の中に
懸垂される支持装置の位置において、物質円板を保持し
ている格子囲いが、物質円板にもたれている棒によって
確保されるが、この棒は、それ自体、支持装置から突出
している、物質円板を越えて突出している棒によって案
内をされる。この作動位置においては、物質円板は、本
質的に水平であり、すなわち、炉の軸心に対して垂直に
向けられ、また、この水平な整列においては、炉管に沿
って導かれる処理ガスに対して、著しい流れ抵抗を与え
る。更に、支持装置は、異なった格子囲い及び物質円板
に関しては、実際上、変更不可能である。

発明が解決しようとする問題点 このような従来技術から出発し、本発明は、流れに好都
合な構造を有し、その格子囲いの受取りのための支持装
置が、最大に変更可能である垂直に作動可能である炉を
得るという課題に基礎を置くものである。

この課題は、本発明によると、支持装置が少なくとも２
個の、相互に平行に向けられた棒状又は管状の支持体を
有しており、この支持体に、それぞれ、少なくとも１個
の支持要素か配置されており、この支持要素の上に、格
子囲いが、物質円板が格子囲いの中に、熱処理の際に、
本質的に垂直方向を有するように置かれるようにするこ
とにより解決される。

この支持装置においては、寸法に応じて、半導体物質の
ための支持格子囲いが入れられることができるか、この
支持格子囲いは、例えば、ドイツ実用新案第８０２１８
６８号から公知となつているものである。物質円板か、
格子囲いの中に物質円板と共に垂直方向に、すなわち、
処理炉の軸の方向を有しているので、流れ径路は、炉の
中を垂直方向に最大限に自由である。個々の半導体円板
は、実際上、妨げられること無しに、例えば、処理ガス
によって一様に回りを流されることができる。更に、正
に、炉の中における物質円板の垂直配置により、加熱に
よる円板の自重によるたわみは、締め出される。格子囲
いの重なり合っている、その中に垂直に立っている半導
体物質の配置により、更に、異なった直径の物質円板に
おいても、また、炉空間が有利に利用し尽される。この
ような場合には、個々の格子囲いがその上に横たわる支
持要素が、支持体に、次のように、すなわち、その上方
に横たわっている格子囲いないしは半導体円板力人その
都度、下方の格子囲いを、その上に横たわっている格子
囲いと直接的ｌこ隣接するような場合に、このために、
すきまが与えられること無しに、支持体に配置されるよ
うにする。

好適には、炉の支持装置は、４個の支持体を有しており
、これらが長方形又は正方形の頂点を形成して配置され
ることが望ましい。この４個の支持体により、支持装置
の非常に安定した構成が得られる。簡単に、４個の垂直
な支持体を有しているこのような支持装置においては、
重なり合って保持される支持要素は、物質円板が、位置
ごとに、又は、格子囲いごとに交互に東西、又は、南北
を有するように位置決めされることもできる。これによ
り、特ｌこ、一様なガス流が達成される。

支持要素がブシュの形状であり、それに固着された、ブ
シュの軸心に対して直角に延びている横けたを有してお
り、このブシュが支持体ヲ包囲している且つ任意の高さ
で支持体に沿って固定可能であるようにすると、特別に
有利である。この場合、支持体に、それらが、これらの
上に、はぼ自由端部から懸垂されるように適合された、
包囲されたブシュであると特別に有利である。若しも、
支持装置が、前に述べたように、４個の支持腕を有して
いるならば、２個の横けたを貫き、その上に支持囲いが
横たわり、それぞれ２個のブシュを有しており、これら
のブシュが、それぞれ、２個の隣接する支持体を連結し
ており、一方では、個々の支持体の上に均等な荷重分布
を達成し、他方では、支持装置が補強される。交互に重
なり合っている南北及び東西方向に配置された支持囲い
は、同時に、すべての４個の支持体の補強を、追加の構
造的手段無しに、行う。若しも、４個の支持体が、長方
形の頂点を形成して配置されるならば、格子囲いの配置
に対して、一つの方向において転地の方向においても、
同じ支持要素が、載置される。個々の重なり合って配置
された格子囲いが、それらの方向を交互にして支持装置
の中に入れられてはならないのであるならば、支持体の
補強は、また、追加の連結要素によっても行われるが、
これらの要素は、その時には、それぞれ、一つの共通の
横けたを介して連結されていない２個の横けたの間に設
けられる。これらの連結要素は、支持要素と同様に、２
個の、一つの棒を介して相互に連結されたブシュを有し
ており、これらのブシュが支持体の上を押し進められる
。

、個々の重ね合わされて配置された支持要素は、個々の
支持体の上に２個の支持要素のブシュの間において留め
られる間隔管によって相互に間隔を置かれている。間隔
管の長さは、物質円板の直径に対応して、従って、支持
要素の間の必要な内幅に対応して、選択されることがで
きる。

このような間隔管は、異なった長さ寸法で貯蔵されるこ
とができる。支持体及び横けたの強度は、これらが管に
よって形成され、その中に、セラミック材料、例えば、
酸化アルミニウム、又は、炭化ケイ素層の補強棒が延び
るようにして向上される。

小じんまりとし且つ流れ技術的に好都合な炉が、次のよ
うにして、すなわち、垂直に配置された加熱可能な処理
管が、はぼ直角な、支持装置の外径寸法に適合された横
断百を有するようにして、達成されることができる。

静止している処理管を有し、その中に出入自在な支持装
置を有している炉においては、支持体の下端部に継ぎ手
支持円板が強固に取付けられているが、これは支持腕の
外周を越えて突出′しており、また、その上に、支持要
素のブシヘ連結要素、又は、間隔管が載っている。

実施例 以下、本発明の詳細及び特徴を、その実施例を示す添附
図面に基づいて説明する。

第１図に示されている支持装置１は、４個の支持体２を
有しているが、これらの支持体２Ｃ瓜長方形の頂点を形
成して、はめ込みヘッド３の中にはめ込まれて保持され
ている。支持体２の上を押し進められて、はめ込みヘッ
ド３の上には、石英ガラス製の受台を有している。好適
には、金属製の閉塞板４が横たわっており、閉塞板４の
上には、石英製の炉管５（図においてζ瓜切断されて示
されている）が、置かれている。閉塞板４の上には、例
えば、石英ガラス１又は、石英繊維製の絶縁体６が横た
わっているが、その外径は、石英管５の内径ｌこ適合さ
れている。

必要に応じて、支持装置１の中には、多数の物質円板８
を有している１個（第１図）、又は、多数（第６図）の
格子囲い７が、入れられることができる。第２図から分
かるように、格子囲い７は、それぞれ、２個の支持要素
９１によって支持されている。４個の支持体２を有して
いる支持装置１に対して適している支持要素９は、それ
ぞれ、２個のブシュ１０を有しているが、これらのブシ
ュ１０は、２個の支持体２の間隔の横けた１１を介して
相互に連結されている。

管部材の形状のブシュ１０の内径は、ブシュ１０が、支
持体２の自由端部から、容易にその上に差し込まれるよ
うに選ばれている。支持装置１が、単に、２個の支持体
２を有しているだけである第２図に示す実施例において
は、その都度、個々のブシュ１０’は、格子囲い７を支
持している横けた１１１に、はぼ中央で固着されている
。

横けた１　１　、１１１は、この実施例においては１円
形横断面を有している管であり、その中には追加して、
セラミック材料、例えば、酸化アルミニウム、又は、炭
化ケイ素層の補強棒１２が延びている。

好適には、支持装置１の中に、いわゆる、棒格子囲い７
が入れられているが、それらの棒格子囲い７は、本実施
例においても示されている。

このような２個の下方の長い棒１３と、横管１５に端部
において相互に連結されている２個の上方の長い棒１４
とから組立てられている棒格子囲い７は、下方の長い棒
１３が、同時に支持要素９，９１の横けた１　１　、１
１１に対する橋台としても役立つことができるという利
点を有しているが、これらの横けた１１．１１１は、支
持要素９゜９１の上における格子囲い７の横方向の移動
を有効に阻止する。

必要に応じて、支持装置１の補強のために、熱論、既に
、支持要素９の横けた１１によって相互に連結されてい
ない支持体２の間に、連結要素１６が配置される。この
連結要素１６は、支持要素９と同様に、２個のブシュ１
７を有しており、これらのブシュ１７は、支持体２の上
に差し込まれることが可能となっており、また、連結さ
れるべき支持体２と間隔を置かれて棒１８を介して相互
ｌこ連結されている。４個の支持体２を有している支持
装置１の場合には、支持体２は、一つの方向においては
、横けた１１を介して、また、他の方向においては、連
結要素１６を介して補強され、一方、２個の支持体を有
している支持装置１の場合には（第２図）、支持体２は
、単に、連結要素１６を介して補強されるだけである。

４個の支持体２を有している支持装置の場合には；連結
要素１６は、特に、多数の格子囲い７が重なり合って南
北ないしは東西方向に配置され、これにより、支持体２
が交互に対状に相互に連結されるようにする時には、不
必要である。

第３図に示すように、個々の重なり合って配置されてい
る格子囲い７が、支持体２の上を押し進められる間隔管
１９によって、相互に間隔を置かれている。この間隔管
１９の長さは、それぞれ、２個の隣接している支持要素
？ないしは、そのブシュ１０が、横けた１１の上に載っ
ている格子囲い７、ないしは、その中に入れられている
物質円板８が、大きなすきま無しに相互に隣接するよう
に、相互に間隔を置かれるように選ばれる。必要に応じ
て、個々の支持体２に沿って連続している連結要素１６
、支持要素９、間隔管１９、再び支持要素９、間隔管１
９、再び支持要素９、間隔管＋９、連結要素１６などが
、押し進められることができる。２個の重なり合って配
置されている格子囲い７の間に、他の連結要素１６を配
置することが必要である場合には、間隔管１９の長さは
、半導体物質円板８を有している格子囲い７を、場所を
節約して収容するために、対応して変えられることがで
きる。

第１図に示す支持装置においては、直立している設備を
取扱っているが、すなわち、この場合には、支持体２が
直立しており、それらの自由端部は上方に向けられてい
るが、第３図に示す支持装置においては、垂下されてい
る装置を扱っており、すなわち、支持体２は、その上方
の、図示されていない端部において懸垂されている。後
者の実施例においては、支持体２は、その下方の、自由
端部に、それぞれ、１個の継ぎ手支持円板２０を有して
お、す、それらの上に、個々の格子囲いないしは連結要
素及び支持要素が支持されている。この場合、支持体２
の、それにより支持される荷重の作用の下における動揺
を阻止するために、継ぎ手支持円板２０の直上に横たわ
っている最下方の部分として、連結要素１６が設けられ
る。

段付きの寸法に貯蔵されることができる支持要素９，９
′、連結要素１６．１６’及び間隔管１９の形状の個々
の同一の構成要素を有している支持要素の積み木状の構
成は、要求に応じて、最も簡単な様式で変えられる。ま
た、単に１個だけの格子囲い７を、第１図に示すように
、はぼ中央部において支持装置１の中に置く可能性もあ
るが、このために、最下方の要素として、絶縁体６の上
ないしは閉塞板４の上に、間隔管１９が差し込まれる。

第１図に示す炉管５は、円形横断面を有しているが、こ
のための有利な変形は、長方形、又は、正方形の横断面
を有することであるが、このことは、絶縁体６の上に破
線２１によって示されているとおりである。このような
横断面により、処理空間が支持要素に適合される。処理
ガスが有効にそれに沿って流れることができる大きな自
由な横断面領域が、何ら過度に残ることは無い。

物質円板８は、支持装置１の中に垂直方向に整頓され、
それ故、すべての側から一様に回りを流されることがで
きる。支持装置の中に多数の重ね合わされて収容された
格子囲い７の場合には、流れは、格子囲いが交互にそれ
らの方向が保持される時に、一層好都合となる。図示さ
れた支持装置ｔこおいては、物質円板の直径が８〜２０
０朋である時に、熱論、４〜５個の格子囲いが同時に収
容されることができる。

発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているので
、ガスの流れが物質円板の処理のために適していると共
に格子囲いの支持装置を自由に変更することが可能であ
る直立状の熱処理炉を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、下端部に差し込まれている４個の支持体を有
している支持装置を示す斜視図、第２図は、２個の支持
体を、その上に配置された格子囲いと共に示す部分切断
図、第３図は、２個の支持体をその上端部において懸垂
されている支持装置を、それに収容された２個の格子囲
いと共に示す断面図である。 １・・支持装置；２・・支持体、５・・処理室、７・・
格子囲い、８・・物質円板；９．９’・・支持要素；１
０，１０＋・・ブシュ；ｚ、ｚ’・・横けた；１２・・
補強棒；１６・・連結要素；１７・・ブシュ；２０・・
継ぎ平円板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、垂直に立つている加熱可能な石英ガラス管と、棒、
   又は、管から組立てられ、中に１個、又は、多数の円板
   状の半導体物質を間隔を置いて且つ本質的に相互に平行
   に収容する拡散格子囲いが入れられる支持装置とを有し
   ている半導体物質の熱処理用炉、特に、拡散炉において
   、支持装置（１）が、少なくとも２個の、相互に平行な
   整列された棒状、又は、管状の支持体（２）から成立つ
   ており、この支持体（２）に、それぞれ、少なくとも１
   個の支持要素（９；、９＾１）が配置されており、この
   支持要素（９；９＾１）の上に格子囲い（７）を、半導
   体物質円板（８）が格子囲い（７）の中に、熱処理の際
   に本質的に垂直方向を有するように置くようにしたこと
   を特徴とする熱処理炉。 ２、４個の支持体（２）が設けられており、これらの支
   持体（２）が、長方形、又は、正方形の頂点を形成する
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の熱処理炉。 ３、支持要素（９；９＾１）が、支持体（２）を包囲し
   ているブシユ（１０；１０＾１）であり、ブシユ（１０
   ；１０＾１）には、水平に延びている横けた（１１；１
   １＾１）が強固に連結されている特許請求の範囲第１項
   記載の熱処理炉。 ４、２個の横けた（１１）が、それぞれ２個の隣接して
   いる支持体（２）の、それぞれ、２個のブシユ（１０）
   に連結されて配置されており、この場合、横けた（１１
   ）が、相互にほぼ平行に整列されている特許請求の範囲
   第２又は３項記載の熱処理炉。 ５、支持体（２）のそれぞれに、拡散格子囲い（７）の
   個数に対応している個数の支持要素（９；９＾１）が配
   置されており、また、支持体（２）の対の２個の重なり
   合つて配置されている格子囲い（７）の支持要素（９；
   ９＾１）が、それぞれ、間隔管（１９）によつて相互に
   分離されている特許請求の範囲第１、２又は３項記載の
   熱処理炉。 ６、１個の共通の横けた（１１）を介して連結されてい
   ない２個の支持体（２）の間に、それぞれ、対応する支
   持体（２）を連結している連結要素（１６）が配置され
   ている特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の熱
   処理炉。 ７、連結要素（１６）が、２個のブシユ（１７）を有し
   ており、これらのブシユ（１７）が、棒状、又は、管状
   体に強固に相互に連結されている特許請求の範囲第６項
   記載の熱処理炉。 ８、支持体（２）及び（又は）横けた（１１；１１＾１
   ）が管であり、この管の中を、セラミック材料、例えば
   、酸化アルミニウム又は、炭化ケイ素製の補強棒（１２
   ）が延びている特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに
   記載の熱処理炉。 ９、支持体（２）及び（又は）横けた（１１；１１＾１
   ）が、石英体、又は、石英ガラスから成立つている特許
   請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載の熱処理炉。 １０、垂直に配置されている加熱可能な処理管（５）が
   、長方形状の横断面を有しており、この横断面が、支持
   装置（１）の外部寸法に適合されている特許請求の範囲
   第１〜８項のいずれかに記載の熱処理炉。 １１、支持装置（１）が、処理管（５）の中に出入自在
   に配置されている特許請求の範囲第１〜１０項のいずれ
   かに記載の熱処理炉。 １２、処理管（５）の中に出入自在な支持装置（１）が
   、支持体（２）の下端部において、それぞれ、その外周
   の上に少なくとも部分的に突出している継ぎ手支持円板
   （２０）を強固に配置されている特許請求の範囲第１１
   項記載の熱処理炉。 １３、支持装置（１）が、処理管（５）の中に回転自在
   に配置されている特許請求の範囲第１〜９項のいずれか
   に記載の熱処理炉。