CN103160811A - 有机金属化学气相沉积机台 - Google Patents

Abstract

本发明一种有机金属化学气相沉积机台，包括反应腔体、上盖、晶片承载盘、加热装置、机架、供气装置、以及旋转件，该机架固定着该晶片承载盘及加热装置于反应腔体内，该供气装置安装于该上盖处，提供反应气体朝该晶片承载盘表面施放，该旋转件安装于该上盖与该晶片承载盘之间，受一驱动装置带动而旋转，将反应气体有效率地导引至该晶片承载盘表面。

Description

有机金属化学气相沉积机台

技术领域

本发明是有关于一种有机金属化学气相沉积(Metal-Organic ChemicalVapor Deposition，简称MOCVD)机台的技术领域，尤其指一种反应腔体内晶片承载盘不会转动的设计。

背景技术

在发光二极管的工艺过程中，一般是采用有机金属化学气相沉积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)机台，其将特殊气体利用特殊载体气流送至高温晶片上，在高温的反应腔室内，这些材料发生化学反应，并使反应物沉积在晶片上，而在晶片上形成半导体结晶膜，如此就能作成半导体发光材料。

如图1所示，为现有有机金属化学气相沉积机台的结构示意图，该机台1主要包括反应腔体11、上盖12、旋转座13、晶片承载盘14、加热器15及供气装置16。

半导体的沉积工艺过程主要于反应腔体11内进行，该上盖12覆盖于该反应腔体11上，使内部形成封闭的空间。当该上盖12开启后，就能将欲加工的晶片放入该晶片承载盘14处。该晶片承载盘14与加热器15安装于反应腔体11内，该晶片承载盘14用以承托或装载数晶片，该加热器15用以对该晶片承载盘14进行加热，该旋转座13主要与该晶片承载盘14作连结，并能带动晶片承载盘14旋转，一般当该旋转座13动作时，该加热器15不会被转动，目的使晶片能均匀受热。该供气装置16安装于该上盖12处，具有数喷管161，该喷管161延伸至反应腔体11内，能提供反应气体朝该晶片承载盘14表面施放。由此可知，在现有机台1的结构之中，晶片承载盘14能被旋转，让供气装置16所提供的反应气体，在高温的反应腔体11内，进行相关的化学反应及沉积工艺过程。

随着工艺过程技术的进步，生产效率不断要求提升，单一机台一次欲加工的晶片数目也随之增加，或由原本进行数片2时的蓝光外延基板工艺过程，也希望提升至数片4时基板的加工。故如果采用现有有机金属化学气相沉积机台，除非将晶片承载盘尺寸加大，否则就无法克服加工晶片数量增加的难题，但如果晶片承载盘尺寸加大，伴随而来旋转座的动力及传动方式，运转时的稳定性，又是一题难以克服的问题。

于是本发明人思考设计了一机台，将反应腔体内的晶片承载盘采用固定式，此时虽晶片承载盘尺寸加大，因无旋转座，其所衍生的问题亦能克服。但实际沉积工艺过程运作中，反应腔体内于低温环境下相关化学反应仍能顺利进行，但达高温状态下，反应气体就无法沉积于晶片之上，探讨此原因，如图2A，本发明若晶片承载盘21采固定式，相对地放置其上的晶片22在沉积工艺过程中亦静止不动，虽反应气体23喷向晶片时具有一定流速，在此时高温状态(800～1200度)的晶片22，表面所产生的辐射热，会令反应气体23未与晶片接触就蒸气解离，故就无法于晶片表面发生化学反应，使反应物沉积在晶片上。如图2B，现有机台因晶片承载盘25会被转动，晶片26也会同步旋转，相对晶片26表面具有一转速，根据伯努利定律，速度愈快压力愈小，旋转的晶片26愈接近表面处的压力愈小，反应气体27送入后，很容易被吸至该晶片26表面处，不受高温状态的影响，顺利进行相关化学反应。有鉴于此，本发明人凭借着多年的经验，不断地研究改良，设计了此一种有机金属化学气相沉积机台。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种有机金属化学气相沉积机台，该机台的反应腔体内安装着一固定不动的晶片承载盘，本发明的设计能让在反应腔体于高温状态下，内部的晶片亦能顺利进行相对的化学沉积工艺过程。

本发明的次要目的是提供一种产量提升的有机金属化学气相沉积机台，该机台一次能进行晶片加工的数量较现有方式多，能使产量提升，生产效率增加，因而降低生产成本。

为达上述的目的，本发明主要包括有反应腔体、上盖、晶片承载盘、加热装置、机架、供气装置、以及旋转件，该上盖覆盖在该反应腔体的开口处，使反应腔体形成一封闭空间。该机架将该晶片承载盘与加热装置位置固定于反应腔体内。该晶片承载盘供欲加工的晶片放置其上。该加热装置能对晶片承载盘加热。该供气装置安装于该上盖处，能提供反应气体朝该晶片承载盘表面施放。该旋转件安装于该上盖与该晶片承载盘之间，受一驱动装置带动而旋转，将反应气体有效率导引至该晶片承载盘表面。

本发明除了将晶片承载盘固定于该反应腔体内，并于该上盖与该晶片承载盘之间安装着一旋转件，让旋转件在转动过程中能将供气装置所提供的反应气体强制引导至晶片表面处，以确实进行相关的化学反应，及使反应物沉积在晶片上，完成相关的工艺过程。如此就能使机台确实进行大量的晶片沉积加工作业。

为使审查委员清楚了解本发明的详细流程及技术内容，本发明人将配合以下的图式及详细的解说，以求审查委员清楚了解本发明的精神所在：

附图说明

图1为现有有机金属化学气相沉积机台的结构示意图；

图2A为反应气体与固定不动的晶片承载盘于工艺过程中的气体流向示意图；

图2B为反应气体与现有晶片承载盘能转动时，于工艺过程中的气体流向示意图；

图3为本发明的有机金属化学气相沉积机台第一实施例的结构示意图；

图4为本发明旋转件的平面示意图；

图5为本发明实际运作的气体流向示意图；

图6A为本发明旋转件的导引杆的第一实施例图；

图6B为本发明旋转件的导引杆的第二实施例图；

图6C为本发明旋转件的导引杆的第三实施例图；

图7为该旋转件的叶片的实施例图；

图8为本发明的有机金属化学气相沉积机台第二实施例的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

机台        1；

反应腔体    11；

上盖        12；

旋转座        13；

晶片承载盘    14；

加热器        15；

供气装置      16；

喷管          161；

晶片承载盘    21；

晶片          22；

反应气体      23；

晶片承载盘    25；

晶片          26；

反应气体      27；

机台          3；

反应腔体      31；

上盖          32；

晶片承载盘    33；

加热装置      34；

机架          35；

供气装置      36；

喷管          361；

旋转件        37；

导引杆        371；

导引杆        371A；

导引杆        371B；

导引杆        371C；

旋转件        37A；

叶片          372；

驱动装置      38；

轴            381。

具体实施方式

如图3所示，为本发明有机金属化学气相沉积机台的结构示意图。本发明的机台3主要包括有反应腔体31、上盖32、晶片承载盘33、加热装置34、机架35、供气装置36、以及旋转件37。

该反应腔体31是提供化学沉积的反应室，该上盖32覆盖在该反应腔体31的开口处，使反应腔体31内形成一封闭空间。当该上盖32开启后，亦能将晶片置放于反应腔体31内加工。该晶片承载盘33供欲加工的晶片放置。该加热装置34则安装于反应腔体31内，位置于该晶片承载盘33之下，能对晶片承载盘33加热。该供气装置36安装于该上盖32处，能提供多种不同的反应气体，经位于上盖32底面的喷管361朝该晶片承载盘33表面施放。上述的结构皆与现有的相似，故不再详加描述，使用者亦能针对使用型态的不同而改变结构。

本发明的特殊之处在于，该反应腔体31内将该晶片承载盘33固定不动，故于反应腔室31内具有机架35，该机架35将该晶片承载盘33位置固定于反应腔体31内，使晶片承载盘33不能被转动。在本实施例中该机架35亦将该加热装置34的位置固定于反应腔体31内。另外该上盖32与该晶片承载盘33之间安装有一旋转件37，该旋转件37受一驱动装置38带动而旋转，该旋转件37旋转一圈所涵盖的范围是包括晶片承载盘33上所承载晶片的区域，以将反应气体有效率导引至该晶片承载盘33表面。在本实施例中，该驱动装置38可为一马达，安装于该上盖32处，以一轴381与该旋转件37连接，目的是顺利带动该旋转件37转动，但该驱动装置38设置位置并不以此实施例为限。该旋转件37处另包括有至少为一的导引杆371，如图4所示，本实施例中具有四个导引杆371，呈等角度分布，该导引杆371为细长型，避免阻碍喷管361喷出反应气体至晶片承载盘33的路径。

图5所示，为本发明实际运作的气体流向示意图。该上盖32处的供气装置36以喷管361朝该晶片承载盘33表面施放反应气体。该晶片承载盘33放置着数晶片A且固定不动。此时该旋转件37的导引杆371于上盖36与晶片承载盘33之间旋转时，部分反应气体会经导引杆371下缘被强制引导至该晶片A表面，不管在高温状态的晶片A，反应气体亦容易至该晶片A表面处，以进行化学反应，并使反应物沉积在晶片上，让沉积工艺过程顺利进行。

为了让反应气体在导引杆371转动时，顺利向导引杆371下缘流动，该导引杆371的形成则可为各种不同的形状。图6A所示，该导引杆371A剖面是圆柱状。如图6B所示，该导引杆371B剖面呈五边形，该导引杆371B尖端处，面对旋转的方向，导引杆371B以尖端为界，上半部的斜面，小于下半部，以利导引杆371B旋转时顺利将气体作向下的引导。另外如图6C，该导引杆371C剖面呈四边形，其面对旋转方向的侧边呈斜面状。由此可知，本发明的导引杆的形状并不限特定型体，只要该导引杆在旋转时，能顺利将气体作向下的引导即可。

如图7所示，为本发明的旋转件的另一个实施例图，在本实施例该旋转件37A包括有至少一叶片372，该叶片372的面积及宽度较前述导引杆371大，此目的亦为了使旋转件37A旋转时，利用叶片372的同步转动，更有效率地将反应气体送至该晶片承载盘33的晶片表面处。

如图8所示，为本发明有机金属化学气相沉积机台第二实施例的结构示意图；此实施例的大部份结构皆与上述实施例相同，不同之处在于该旋转件37的驱动装置38的位置，在本实施例中，该驱动装置38位于该晶片承载盘33的下方，位于反应腔体31之外，该轴381则为向上延伸与该旋转件37相接，以顺利带动该旋转件37转动。由此可知，本发明仅限制该旋转件37须位于该上盖32与晶片承载盘33之间旋转，而负责带动该旋转件37转动的驱动装置38，其位置并不限制。

综合以上所述，本发明的有机金属化学气相沉积机台主要是在反应腔体内安装有一固定不动的晶片承载盘，再配合设置于上盖与晶片承载盘的间的旋转件，在沉积制造中，将反应气体有效率地引导至晶片表面，使相关化学反应及沉积工艺过程顺利完成。也因此能一次进行数目较多的晶片加工，能增加产量，又能降低生产成本，符合专利的申请要件。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施例的范围。即凡依本发明权利要求范围所作的均等变化及修饰，皆为本发明的专利范围所涵盖。

Claims (6)

1.一种有机金属化学气相沉积机台，包括有：

一反应腔体；

一上盖，覆盖在该反应腔体的开口处，能使反应腔体内形成一封闭空间；

一晶片承载盘，供欲加工的晶片放置其上；

一加热装置，安装于反应腔体内，位置于该晶片承载盘之下，能对晶片承载盘加热；

一机架，将该晶片承载盘固定于反应腔体内；

一供气装置，安装于该上盖处，能提供反应气体朝该晶片承载盘表面施放；

一旋转件，安装于该供气装置与该晶片承载盘之间，受一驱动装置带动而旋转，将反应气体有效率地导引至该晶片承载盘表面。

2.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该旋转件旋转一圈所涵盖的范围是包括晶片承载盘上所承载晶片的区域。

3.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该旋转件具有至少一导引杆。

4.如权利要求3所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该旋转件具有数个呈放射状分布的导引杆。

5.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该旋转件具有至少一叶片。

6.如权利要求5所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该旋转件具有数个呈放射分布的叶片。

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