CN102373442A - 基座及具有该基座的用于化学气相沉积的设备 - Google Patents
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Abstract
提供了一种基座和一种用于化学气相沉积(CVD)的设备。该基座包括:主体,被构造成包括具有不平坦表面的安装单元;和基底支撑单元,被构造成位于所述安装单元上。所述基底支撑单元的底表面具有与所述安装单元的形状对应的形状,并且所述安装单元包括排气孔以向所述基底支撑单元排放气体。因此,当基底支撑单元被返回时,可以不需要对基底支撑单元进行精确定位。此外,可以稳定地执行气相沉积。
Description
本申请要求于2010年8月9日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0076367号韩国专利申请的权益,该韩国专利申请的内容通过引用包含于此。
技术领域
下面描述中的示例实施例涉及一种基座(susceptor)以及一种具有该基座的化学气相沉积(CVD)设备。
背景技术
发光二极管(LED)是一种将电流转换成光的半导体器件。用于LED的制造工艺包括外延片(epiwafer)制造工艺、芯片制造工艺、封装工艺和模块化工艺。
外延片制造工艺通过使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备在基底上生长GaN基晶体来制造外延片。
通常,基底由安装到MOCVD设备的基座的附属盘(satellite disc)支撑。
当将基底与基座分开时,基底可以由机械手提起。然而,当机械手将基底直接提起时,基底会因突然的温度改变而被损坏。因此,通常将基底与附属盘一起传送。
然后,将附属盘与基底分开并将附属盘返回到基座。这里,在将附属盘返回到基座中,需要使附属盘位于基底的正确位置处。
发明内容
根据示例实施例,可以提供一种能够有效地定位被返回到基座的诸如附属盘的基底支撑单元的用于化学气相沉积(CVD)设备的基座。
根据示例实施例,还可以提供一种能够在不使用钉销的情况下定位被返回到基座的基底支撑单元的用于CVD设备的基座。
通过提供一种基座实现了前述和/或其他方面,所述基座包括:主体,被构造成包括具有不平坦表面的安装单元;和基底支撑单元,被构造成位于所述安装单元上,其中,所述基底支撑单元的底表面具有与所述安装单元的形状对应的形状,并且所述安装单元包括排气孔以向所述基底支撑单元排放气体。
通过提供一种用于CVD的设备实现了前述和/或其他方面,所述用于CVD的设备包括:反应室,被构造为提供有反应气体;和基座,被构造为包括旋转地安装到所述反应室的主体和可移动地连接到所述主体的基底支撑单元,其中,所述主体设置有包括斜面的安装单元,并且所述基底支撑单元设置有与所述安装单元的斜面对应的斜面。
在下面的描述中将部分地阐述示例实施例的其他方面、特征和/或优点,并且部分地通过描述将是明显的,或者可以通过本公开的实践而明了。
附图说明
通过结合附图进行的对示例实施例的以下描述,这些和/或其他方面和优点将变得明显和更易于理解,附图中:
图1示出了根据示例实施例的用于化学气相沉积(CVD)设备的基座的平面图;
图2示出了用于CVD设备的基座的剖视图;
图3示出了图2中示出的基底支撑单元被分离的基座的剖视图;
图4示出了基底支撑单元的底部透视图;
图5示出了根据其他示例实施例的用于CVD设备的基座的剖视图;
图6示出了图5中示出的基底支撑单元被分离的基座的剖视图;
图7示出了基底支撑单元的底部透视图。
具体实施方式
现在将详细地描述示例实施例,附图中示出了示例实施例的示例,其中,相同的标号始终代表相同的元件。下面通过参照附图来描述示例实施例以解释本公开。
图1示出了根据示例实施例的用于化学气相沉积(CVD)设备1的基座20的平面图。图2示出了用于CVD设备1的基座20的剖视图。图3示出了图2中示出的基底支撑单元22被分离的基座20的剖视图。图4示出了基底支撑单元22的底部透视图。
参照图1至图4,CVD设备1可以包括提供执行化学反应的空间的反应室10、安装至少一个基底(未示出)的基座20、加热基座20的热源30和传送基底支撑单元22的传送单元40。
反应室10包括允许基底支撑单元22通过的入口11、提供反应气体的反应气体提供单元12和出口13,出口13用于在反应气体与基底之间的化学反应之后排放残留的废气。
反应室10可以是提供预定尺寸的内部空间的圆柱形结构。此外,反应室10可以由高度耐磨和耐腐蚀的金属制成。可以将绝热材料提供到反应室10的内圆周,使反应室10抵抗高温。
反应气体提供单元12可以设置在反应室10的上端。反应气体提供单元12可以从反应室10的上端向下延伸。反应气体提供单元12的下端可以延伸至接近基座20的主体21的中心的位置。
可以将管设置在反应气体提供单元12的内部以允许反应气体流动。反应气体可以包括Mo、NH3、H2、N2等。反应气体可以在反应气体提供单元12内沿竖直方向流动,并在反应气体提供单元12的下端转向水平方向。因此,反应气体可以从反应气体提供单元12沿水平方向排放,然后沿水平方向流到主体21的上部中。
随着通过反应气体提供单元12流入的反应气体与基底反应,外延层可以被气相沉积在基底的上表面上,并可以在基底的上表面上生长。
基座20可以包括主体21和可移动地连接到主体21的基底支撑单元22。
主体21可以由涂覆有碳或碳化硅(SiC)的石墨组成。主体21可以为盘状以易于在反应室10中旋转。
主体21的上表面可以包括安装单元23,基底支撑单元22位于安装单元23上。多个安装单元23可以沿相对主体21中心的圆周方向以均匀的间隔共面布置。
安装单元23可以包括不平坦的表面,以在基底支撑单元22的返回过程中使基底支撑单元22从主体21的脱离最小化。更具体地讲,安装单元23可以从主体21的上表面凸出。例如,安装单元23可以具有圆锥形形状。因此,顶点231可以形成在安装单元23的中心,同时斜面围绕顶点231形成。斜面可以沿从顶点231向外围的方向向下倾斜。
安装单元23可以包括适合排放气体的排气孔232。排气孔232可以设置在安装单元23的斜面上。排气孔23的数量至少可以是三个。气体可以通过排气孔232沿向上方向排放。因此,气体可以竖直地支撑基底支撑单元22。气体可以通过基底支撑单元22的底表面转向,因此排放到基底支撑单元22的侧面。因此,基底支撑单元22可以与主体21分离预定的间隔。即,在基底支撑单元22和主体21之间形成预定的间隙G。由于基底支撑单元22的重量和支撑基底支撑单元22的气体的力是平衡的,所以可以恒定地保持间隙G。
示例性地,通过排气孔232排放的气体不影响晶体在基底上生长。考虑到这点,气体可以是氮气或氢气。
旋转轴210可以连接到主体21的下表面。诸如电机的驱动源可以连接到旋转轴210。主体21可以与旋转轴210整体地旋转。
主体21可以包括设置在其中的供气管24,以提供通过排气孔232排放的气体。供气管24可以将来自设置在反应室10外部的外部气体源(未示出)的气体提供给排气孔232。如图2中所示,供气管24可以通过旋转轴210连接到外部气体源,以防止由主体21的旋转导致的供气管24的扭曲。
基底支撑单元22可以位于安装单元23上。以与主体21相同的方式,基底支撑单元22可以由涂覆有SiC的碳制成。此外,基底支撑单元22可以为盘状以易于在主体21上旋转。
基底可以位于基底支撑单元22的上表面222上。上表面222可以是平面。不具体地限定基底的材料。因此,可以将由蓝宝石或尖晶石(MgAl2O4)制成的介电基底、由SiC、Si、ZnO、GaAs或GaN制成的半导体基底以及导电基底用作基底。然而,当在当前实施例中制造水平半导体LED时,示例性地使用蓝宝石基底。根据基底和反应气体之间的化学反应,GaN基晶体可以在基底上生长。
基底支撑单元22可通过流过间隙G的气体的粘性而在主体21上旋转。排气孔232可以沿倾斜方向排放气体以便于基底支撑单元22的旋转。
因此,基底通过基底支撑单元22的旋转而旋转,同时通过主体21的旋转而环绕。结果,晶体可以更均匀地生长。此外,由于基底支撑单元22利用与主体21的预定间隙G而旋转,所以可以防止这些部件的摩擦损坏和变形,同时实现稳定的气相沉积。
基底支撑单元22的底表面可以以与安装单元23对应的形状凹进。因此,基底支撑单元22的底表面可以以与安装单元23对应的圆锥形形状凹进。更具体地讲,基底支撑单元22的底表面可以包括凹进部分224和中心点225。此外,斜面可以围绕中心点225形成。因此,安装单元23可以容纳在基底支撑单元22中。
根据上面的构造,即使被返回到安装单元23的基底支撑单元22位于错误的位置上(稍微偏离安装单元23的中心),也可以纠正错误的位置。此外,由于基底支撑单元22通过从排气孔232排放的气体而与安装单元23分离预定的间隔,所以可以更方便地实现基底支撑单元22的位置纠正。换句话说,由于基底支撑单元22和安装单元23具有彼此对应的形状,并且由于基底支撑单元22在气体的作用下浮起,所以可以更容易地执行被返回的基底支撑单元22的定位,因此在基底支撑单元22的返回过程中减小了错误率。
热源30将热提供到反应室10的内部。具体地讲,热源30靠近基座20设置以将热提供至基座20来加热基底。可以使用电加热器、高频感应加热器、红外线辐射加热器和激光加热器中的任何一种作为热源30。
传送单元40可以包括夹取基底支撑单元22的夹取部分41和从夹取部分41延伸出的延伸部分42。可以像机械手一样自动地控制传送单元40。传送单元40可以将基底与基底支撑单元22一起传送到反应室10的外部,或将与基底分离的基底支撑单元22返回到反应室10。
在下文中,将描述示例实施例的操作。
当在基底的表面上生长和气相沉积GaN基外延层时,将气相沉积的对象(即,基底)放置在基底支撑单元22上。
在这种情况下,可以通过旋转轴210的驱动力使主体21沿一个方向旋转。基底支撑单元22在通过排气孔232排放的气体的粘性的作用下旋转。
此外,反应气体提供单元12可以提供包含混合的诸如三甲基镓(TMGa)的源气和诸如氨的载气的反应气体。热源30可以将热提供至反应室10。
因此,反应气体与基底的表面均匀地接触,从而均匀地形成其上生长有氮化物的薄膜,即,半导体外延层。
接下来,传送单元40的夹取部分41可以夹取位于安装单元23上的基底支撑单元22,并将基底和基底支撑单元22一起传送。由于基底支撑单元22与安装单元23分离预定的间隔,所以传送单元40可以有效地传送基底支撑单元22。
在将基底支撑单元22传送至反应室10的外部之后,将基底与基底支撑单元22分离。
接下来,可以将基底支撑单元22返回至安装单元23。安装单元23凸出,而基底支撑单元22以与安装单元23的形状对应的形状凹进。基底支撑单元22在由排气孔232排放的气体的作用下浮起。因此,即使在基底支撑单元22被返回到偏离安装单元23的中心的错误位置时,也可以对基底支撑单元22的错误位置进行纠正。
在下文中,将描述其他示例实施例。然而仅基底支撑单元和安装单元的构造不同,当前实施例的其他特征与前面实施例的其他特征相同,并将不进行重复的解释。
图5示出了根据其他示例实施例的用于CVD设备的基座的剖视图。图6示出了图5中示出的基底支撑单元被分离的基座的剖视图。图7示出了基底支撑单元的底部透视图。
参照图5至图7,当前示例实施例的安装单元26可以从主体21的上表面凹进。例如,安装单元26可以以具有宽的上部和窄的下部的逐渐变细的漏斗形状凹进。根据这点,最低点261可以形成在安装单元26的中心。斜面可以围绕最低点261形成。斜面可以从最低点261向外围而向上倾斜。
排气孔262可以形成在安装单元26上以排放气体。更具体地讲,排气孔262可以形成在安装单元26的斜面上。
根据当前示例实施例,基底可以位于基底支撑单元28的上表面282上。上表面282可以是平面。
基底支撑单元28的底表面可以以与安装单元26对应的形状凸出。即,所述底表面可以以圆锥形形状凸出以被容纳在安装单元26中。更具体地讲,基底支撑单元28的底表面可以包括凸起部分283和中心点285。此外,斜面可以围绕中心点285形成。根据这点,基底支撑单元28可以容纳在安装单元26中。
这样,由于基底支撑单元28和安装单元26具有彼此对应的形状,并且由于基底支撑单元28在气体的作用下浮起,所以可以更容易地执行被返回的基底支撑单元28的定位,因此在基底支撑单元28的返回过程中减小了错误率。
根据示例实施例,当返回基底支撑单元时,可以不需要对基底支撑单元进行精确定位。
此外,可以防止基底支撑单元因与钉销(pin)的摩擦而变形。因此,可以稳定地执行气相沉积。
虽然已示出和描述了示例实施例,但是本领域技术人员将理解的是,在不脱离本公开的原理和精神的情况下,可以对这些示例实施例做出改变,本公开的范围限定在权利要求书及其等同物中。
Claims (16)
1.一种基座,所述基座包括:
主体,被构造成包括具有不平坦表面的安装单元;和
基底支撑单元,被构造成位于所述安装单元上,
其中,所述基底支撑单元的底表面具有与所述安装单元的形状对应的形状,并且所述安装单元包括排气孔以向所述基底支撑单元排放气体。
2.如权利要求1所述的基座,其中,所述安装单元包括圆锥形的凸起部分或圆锥形的凹进部分。
3.如权利要求2所述的基座,其中,所述安装单元包括斜面,并且所述排气孔形成在所述斜面上。
4.如权利要求1所述的基座,其中,所述基底支撑单元通过所述气体与所述主体分离。
5.如权利要求4所述的基座,其中,间隙形成在所述基底支撑单元和所述主体之间以允许所述气体的流动。
6.如权利要求1所述的基座,其中,所述气体从所述排气孔沿倾斜方向排放出,并且
所述基底支撑单元因所述气体的粘性而旋转。
7.如权利要求1所述的基座,其中,所述气体为氮气或氢气。
8.一种用于化学气相沉积的设备,所述设备包括:
反应室,被构造为提供有反应气体;和
基座,被构造为包括旋转地安装到所述反应室的主体和可移动地连接到所述主体的基底支撑单元,
其中,所述主体设置有包括斜面的安装单元,并且所述基底支撑单元设置有与所述安装单元的斜面对应的斜面。
9.如权利要求8所述的设备,所述设备还包括:
供气管,设置到所述主体以提供用于使所述基底支撑单元浮起的气体;
热源,将热提供至所述反应室;和
传送单元,传送所述基底支撑单元。
10.如权利要求8所述的设备,其中,所述安装单元包括凸起部分,并且所述基底支撑单元包括凹进部分。
11.如权利要求10所述的设备,其中,所述安装单元具有圆锥形形状。
12.如权利要求8所述的设备,其中,所述安装单元包括凹进部分,并且所述基底支撑单元包括凸起部分。
13.如权利要求12所述的设备,其中,所述凸起部分具有圆锥形形状。
14.如权利要求9所述的设备,其中,所述安装单元的斜面包括与所述供气管流体连通的排气孔。
15.如权利要求9所述的设备,其中,所述基底支撑单元通过所述气体与所述主体分离。
16.如权利要求8所述的设备,其中,所述基底由涂覆有碳化硅的碳组成。
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Application publication date: 20120314 |