CN111485284A - 沉积设备及沉积方法、沉积设备中温度检测点的确定方法 - Google Patents

沉积设备及沉积方法、沉积设备中温度检测点的确定方法 Download PDF

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CN111485284A CN202010455965.5A CN202010455965A CN111485284A CN 111485284 A CN111485284 A CN 111485284A CN 202010455965 A CN202010455965 A CN 202010455965A CN 111485284 A CN111485284 A CN 111485284A
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Abstract

本申请实施例提供了一种沉积设备及沉积方法、以及沉积设备中温度检测点的确定方法,该沉积设备包括:壳体、位于壳体的沉积腔室内加热装置、载盘以及位于壳体外的温度检测装置,其中,加热装置用于给载盘进行加热,以通过载盘给衬底加热,沉积腔室沿预设方向划分成M个嵌套分布的温场,温度检测装置包括多个温度检测元件,温度检测元件与温场一一对应,用于检测其对应温场的温度,从而可以通过获取各个温度检测元件检测到的与其对应温场的温度,控制加热装置,使得各温场的温度相同或者在一定的误差范围内,以提高M个温场的温度均匀性,进而提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性。

Description

沉积设备及沉积方法、沉积设备中温度检测点的确定方法
技术领域
本申请涉及LED制造技术领域,尤其涉及一种沉积设备及利用该沉积设备的沉积方法,以及一种沉积设备中温度检测点的确定方法。
背景技术
在LED外延片生产过程中,对波长的均匀性的要求一直都很高,这样不但可以提高产品的良率,也可以减少分选的成本,进而提高LED的利润,因此,LED外延片生产过程中由内到外的波长均匀性以及LED外延结构内的波长均匀性一直是外延结构制造部门长期监控及改善的参数。在此前提下,如何提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性成为本领域技术人员的研究热点。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供了一种沉积设备及其沉积方法,以及一种沉积设备中温度检测点的确定方法,以提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性。
为实现上述目的,本申请提供如下技术方案:
一种沉积设备,包括:
壳体,所述壳体具有沉积腔室;
位于所述沉积腔室内的加热装置;
位于所述加热装置上方的载盘,所述载盘背离所述加热装置一侧表面用于放置衬底,所述加热装置用于给所述载盘进行加热,以通过所述载盘给所述衬底加热;
位于所述壳体外的温度检测装置,所述温度检测装置位于所述载盘背离所述加热装置一侧,用于检测所述沉积腔室内的温度;
其中,所述沉积腔室沿预设方向划分成M个温场,所述M个温场嵌套分布,M为大于1的整数;所述温度检测装置包括多个温度检测元件,所述温度检测元件与所述温场一一对应,用于检测其对应温场的温度。
可选的,所述载盘的直径为Xmm,所述第1温度检测元件到所述载盘中心的距离A1取值范围为0.04X~0.1X,包括端点值;
第n温度检测元件到所述载盘中心的距离An取值范围为1.5nA1~4nA1,包括端点值;
所述第n温度检测元件到所述载盘中心的距离An大于第n-1温度检测元件到所述载盘中心的距离An-1,n为大于1,且不大于M的整数。
可选的,所述壳体朝向温度检测装置一侧设置有沿所述载盘半径方向延伸的滑槽,所述温度检测元件通过固定装置固定在所述滑槽内。
可选的,所述固定装置包括:
固定支架,所述固定支架的第一端固定所述温度检测元件;
位于所述固定支架的第二端的固定件,所述固定件包括第一固定件和第二固定件;
位于所述固定支架上的控制按钮,在所述控制按钮被触发时,所述固定装置在第一状态和第二状态之间切换;
所述固定件具有沿第一方向贯穿所述固定支架的通孔,在所述第一状态下,所述第一固定件和所述第二固定件位于所述通孔内,所述固定装置与所述壳体的滑槽分离,在所述第二状态下,所述第一固定件和所述第二固定件从所述通孔中伸出,所述固定装置与在所述壳体的滑槽固定连接。
可选的,所述控制按钮包括第一按钮和第二按钮,所述第一按钮被触发时,所述固定装置从所述第一状态切换至所述第二状态,所述第二按钮被触发时,所述固定装置从所述第二状态切换至所述第一状态。
可选的,所述滑槽上具有定位标识。
可选的,所述壳体朝向所述温度检测装置的一侧具有透光区域,所述温度检测元件透过所述透光区域向所述沉积设备的沉积腔室内发射光线,并接收所述沉积腔室内反射的光线,以基于其发射光线和接收的反射光线检测其对应温场的温度。
可选的,所述M个温场包括第一温场、第二温场和第三温场,所述第二温场包围所述第一温场,所述第三温场包围所述第二温场;
所述加热装置包括第一加热元件、第二加热元件和第三加热元件,所述第一加热元件用于给所述第一温场的第一区域加热,所述第二加热元件用于给所述第一温场的第二区域、所述第二温场以及所述第三温场的第一区域加热,所述第三加热元件用于给所述第三温场的第二区域加热;
其中,所述第一温场的第一区域为所述第一温场1/3半径之内的区域,所述第一温场的第二区域为所述第一温场1/3半径至所述第一温场和所述第二温场分界线的区域;所述第三温场的第一区域为所述第二温场与所述第三温场边界线到所述第三温场的2/3分界线的区域,所述第三温场的第二区域为所述第三温场剩余的1/3区域。
一种沉积方法,应用于上述任一项所述的沉积设备,该方法包括:
将衬底放置在沉积设备的沉积腔室内的载盘表面;
打开所述载盘下方的加热装置,给所述载盘加热,以通过所述载盘给所述衬底加热;
获取所述沉积壳体外部的温度检测装置中各温度检测元件的温度,基于各所述温度检测元件,控制所述加热装置中各加热元件,使得各温度检测元件检测到的温度满足预设条件;
在所述温度检测元件检测到的温度满足预设条件时,在所述衬底表面沉积外延结构。
一种沉积设备中温度检测点的确定方法,包括:
将所述沉积设备的沉积腔室划分成M个温场,给所述M个温场加热;
通过与所述M个温场对应的各温度检测元件检测各温场的温度,获取各检测位置处,所述M个温场的温度满足预设条件时,所述沉积设备中的衬底上沉积形成的外延结构的波长;
基于各检测位置处,所述M个温场的温度满足预设条件时,所述沉积设备中的衬底上沉积形成的外延结构的波长,确定各所述温度检测元件的检测位置。
本申请实施例所提供的沉积设备中,包括:壳体、位于壳体的沉积腔室内加热装置和载盘以及位于壳体外的温度检测装置,其中,所述加热装置用于给所述载盘进行加热,以通过所述载盘给所述衬底加热,所述沉积腔室沿预设方向划分成M个温场,所述M个温场嵌套分布,所述温度检测装置包括多个温度检测元件,所述温度检测元件与所述温场一一对应,用于检测其对应温场的温度,从而可以通过获取位于壳体外的温度检测装置中各个温度检测元件检测到的与其对应温场的温度,控制所述加热装置,使得各温场的温度相同或者在一定的误差范围内,以提高所述M个温场的温度均匀性,从而提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例提供的沉积设备的结构示意图;
图2和图3为本申请一个实施例提供的沉积设备中,温度检测元件和固定装置的结构示意图;
图4为本申请一个实施例提供的沉积设备中定位标识的示意图;
图5为本申请另一个实施例提供的沉积设备中滑槽的结构示意图;
图6为本申请一个实施例提供的沉积设备中,所述第一温场至第三温场中各位置的温度变化曲线图;
图7为在图6对应的温场中生长的LED的外延结构的波长曲线示意图;
图8为对比沉积设备中,所述第一温场至第三温场中各位置的温度变化曲线图;
图9为在图8对应的温场中生长的LED的外延结构的波长曲线示意图;
图10本申请一个实施例提供的沉积方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述,如何提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性成为本领域技术人员的研究热点。
发明人研究发现,在实际生产过程中,特别是在大腔体内生长外延结构,当将衬底放在载盘上,利用载盘下方的加热系统给衬底加热时,如果载盘转速较大,在大转速的离心力作用下,衬底部分区域会翘起来,从而使得衬底翘起区域和未翘起区域接收到的加热温度不一致,从而导致衬底上方不同区域的温场不均匀,造成衬底表面的外延结构中外圈靠内的位置出现波长偏长的现象,进而影响LED外延结构的波长均匀性。
基于此,本申请实施例提供了一种沉积设备及其沉积方法,以及一种沉积设备中温度检测点的确定方法,以提高所述M个温场的温度均匀性,从而提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性,下面结合附图对本申请实施例所提供的沉积设备及其沉积方法,以及沉积设备中温度检测点的确定方法进行描述。
如图1所示,本申请实施例提供的沉积设备包括:壳体1,所述壳体1具有沉积腔室2;位于所述沉积腔室2内的加热装置3;位于所述加热装置3上方的载盘4,所述载盘4背离所述加热装置3一侧表面用于放置衬底,所述加热装置3用于给所述载盘4进行加热,以通过所述载盘4给所述衬底加热;位于所述壳体1外的温度检测装置200,所述温度检测装置200位于所述载盘4背离所述加热装置3一侧,用于检测所述沉积腔室2内的温度,其中,所述沉积腔室2沿预设方向划分成M个温场,所述M个温场嵌套分布,M为大于1的整数,所述温度检测装置200包括多个温度检测元件20,所述温度检测元件与所述温场一一对应,用于检测其对应温场的温度。
本申请实施例所提供的沉积设备包括位于壳体的沉积腔室内的加热装置和载盘以及位于壳体外的温度检测装置,从而在利用加热装置通过载盘给位于载盘上的衬底加热时,可以利用位于壳体外的温度检测装置中的各温度检测元件检测沉积腔室内不同温场的温度,进而可以基于各温度检测元件检测到的温度控制加热装置,以使得各所述温度检测元件检测到的温度相同或者在一定的误差范围内,以提高所述M个温场的均匀性。又由于所述LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性与其温度息息相关,因此,本申请实施例所提供的沉积设备在提高了各温场的温度均匀性后,可以提高位于该沉积腔室内的LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性。
在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,所述载盘为石墨盘,但本申请对此并不做限定,在本申请其他的实施例中,所述载盘还可以为其他材料的载盘,具体视情况而定。
需要说明的是,在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,所述M个温场为嵌套分布,即在所述M个温场的俯视图上,所述M个温场嵌套分布,可选的,在本申请的实施例中,所述M个温场的形状可以与衬底相匹配,如当所述衬底为圆形时,所述M个温场中各温场的俯视图形状为圆形,当所述衬底为方形时,所述M个温场中各温场的俯视图形状为方形,本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,所述载盘的直径为Xmm,所述第1温度检测元件到所述载盘中心的距离A1取值范围为0.04X~0.1X,包括端点值;第n温度检测元件到所述载盘中心的距离An取值范围为1.5nA1~4nA1,包括端点值,以使得各温度检测元件位于其对应温场的温度最佳检测点,从而在基于各温度检测元件控制所述加热装置的加热效果时,提高所述M个温场的温度均匀性,其中,所述第n温度检测元件到所述载盘中心的距离An大于第n-1温度检测元件到所述载盘中心的距离An-1,n为大于1,且不大于M的整数。
需要说明的是,在上述实施例中,所述M个温场嵌套分布,所述温度检测元件与所述温场一一对应,因此,在本申请实施例中,所述M个温场对应的各温度检测元件中,距离所述载盘中心越远的温场,其对应的温度检测元件与所述载盘中心之间的距离越远。
在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,如图2和图3所示,所述壳体朝向温度检测装置一侧设置有沿所述载盘半径方向延伸的滑槽10,所述温度检测元件20通过固定装置30固定在所述滑槽10内,以将所述温度检测元件20固定在其对应温场的温度检测位置。
具体的,在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,所述固定装置30包括:
固定支架31,所述固定支架31的第一端固定所述温度检测元件20;
位于所述固定支架31的第二端的固定件32,所述固定件32包括第一固定件321和第二固定件322;
位于所述固定支架31上的控制按钮33,在所述控制按钮33被触发时,所述固定装置30在第一状态和第二状态之间切换。
其中,所述固定件32具有沿第一方向贯穿所述固定支架31的通孔,在所述第一状态下,所述第一固定件321和所述第二固定件322位于所述通孔内,所述固定装置30与所述壳体的滑槽10分离,在所述第二状态下,所述第一固定件321和所述第二固定件322从所述通孔中伸出,所述固定装置30与在所述壳体的滑槽10固定连接,以在所述固定装置处于第一状态时,使得所述温度检测元件可以沿所述滑槽的延伸方向移动,并在所述固定装置处于第二状态时,使得所述温度检测元件固定在所述滑槽上。
具体应用时,先利用所述控制按钮控制所述固定装置处于第一状态,使得所述温度检测元件沿所述滑槽的延伸方向滑动至其对应的最佳检测点,再利用所述控制按钮控制所述固定装置切换至第二状态,将所述温度检测元件固定在其对应的温度最佳检测点,以提高所述M个温场的均匀性,进而提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性。
在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,继续参考图2,所述滑槽10内具有卡槽12,当所述固定装置30与所述滑槽10处于第二状态下,所述第一固定件321和所述第二固定件322从所述通孔中伸出,伸入所述卡槽12内,通过所述第一固定件与所述卡槽的卡接以及所述第二固定件和所述卡槽的卡接,实现所述固定装置30与在所述壳体的滑槽10固定连接,但本申请对此并不做限定,在本申请的其他实施例中,所述第一固定件和所述第二固定件还可以通过其他方式与所述滑槽固定连接,具体视情况而定。
在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,继续参考图3,所述控制按钮33包括第一按钮331和第二按钮332,所述第一按钮331被触发时,所述固定装置30从所述第一状态切换至所述第二状态,所述第二按钮332被触发时,所述固定装置30从所述第二状态切换至所述第一状态,以通过不同的按钮控制所述固定装置在不同状态之间的切换,但本申请对此并不做限定,在本申请的其他实施例中,所述控制按钮还可以仅包括第三按钮,当所述第三按钮被触发时,所述固定装置从当前状态切换至另一状态,如所述固定装置的当前状态为第一状态时,所述第三按钮被触发,所述固定装置从第一状态切换至第二状态,所述固定装置的当前状态为第二状态时,所述第三按钮被触发,所述固定装置从第二状态切换至第一状态,具体视情况而定。
在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,如图4所示,图4所示为所述沉积设备的局部俯视图,所述滑槽上具有多个定位标识11,用于在所述温度检测元件20沿所述滑槽的延伸方向移动时,可以快速、便捷将所述温度检测元件20移动到待固定位置,且精度较高。
需要说明的是,在本申请一个实施例中,每两个所述定位标识之间的距离可以为10mm,但本申请对此并不做限定,在本申请其他实施例中,每两个所述定位标识之间的距离也可以为5mm或其他数值,具体视情况而定。
具体应用时,先触发第二按钮,控制所述固定装置处于所述第一状态下,使得所述固定装置可以沿所述滑槽的延伸方向滑动,再利用所述滑槽上的定位标识,对所述固定装置移动位置进行定位,待所述温度检测元件移动至最佳温度检测点时,触发所述第一按钮,使得所述固定装置从所述第一状态切换至所述第二状态,将所述固定装置固定在滑槽上,完成所述温度检测元件位置的移动。
需要说明的是,在上述实施例中,通过所述控制按钮即可控制所述固定装置在第一状态和第二状态之间切换,实现所述固定装置与所述滑槽的固定连接和分离,操作简单、便捷,且无需触碰或拆卸所述温度检测元件,因此不用在变化所述温度检测元件的检测位置时,重新对所述温度检测元件的检测角度进行调节,避免所述温度检测元件的检测角度发生变化而引起的测量偏差,也不会对所述温度检测元件发射光线和接收光线造成影响。
可选的,在本申请一个实施例中,在所述固定装置处于第一状态时,利用手动调节方式移动所述温度检测元件,以简化所述沉积设备的结构,但本申请对此并不做限定,在本申请的其他实施例中,也可以在所述沉积设备中增加自动移动结构,在所述固定装置处于第一状态时,利用自动移动结构移动所述温度检测元件,具体视情况而定。
需要说明的是,在上述实施例中,所述壳体朝向所述温度检测装置的一侧具有透光区域,所述温度检测元件透过所述透光区域向所述沉积设备的沉积腔室内发射光线,并接收所述沉积腔室内反射的光线,以基于其发射光线和接收的反射光线检测其对应温场的温度,但本申请对此并不做限定,所述温度检测元件还可以利用其他检测方式,检测其对应温场的温度,具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上,在本申请另一个实施例中,如图5所示,所述沉积设备还包括:位于所述壳体背离所述载盘一侧的滑板40,所述滑槽50设置在所述滑板40上,以避免直接在所述壳体朝向所述温度检测装置一侧设置滑槽而损伤所述壳体。
在上述任一实施例的基础上,在本申请一个实施例中,所述M个温场包括第一温场、第二温场和第三温场,所述第二温场包围所述第一温场,所述第三温场包围所述第二温场;所述加热装置包括第一加热元件、第二加热元件和第三加热元件,所述第一加热元件用于给所述第一温场的第一区域加热,所述第二加热元件用于给所述第一温场的第二区域、所述第二温场以及所述第三温场的第一区域加热,所述第三加热元件用于给所述第三温场的第二区域加热;其中,所述第一温场的第一区域为所述第一温场1/3半径之内的区域,所述第一温场的第二区域为所述第一温场1/3半径至所述第一温场和所述第二温场分界线的区域;所述第三温场的第一区域为所述第二温场与所述第三温场边界线到所述第三温场的2/3半径之内的区域,所述第三温场的第二区域为所述第三温场剩余的1/3半径之内的区域。
需要说明的是,在上述实施例中,所述第一加热元件、所述第二加热元件和所述第三加热元件都是独立进行加热的,从而在基于各温场对应的温度检测元件检测的温度,利用所述第一加热元件、所述第二加热元件和所述第三加热元件对所述M个温场进行分区域加热时,可以减小所述第一温场、所述第二温场和所述第三温场相互之间的温度影响,以提高各温场的温度控制精度,进而提高所述M个温场的均匀性。
具体的,在本申请一个实施例中,所述加热装置为加热丝系统,但本申请对此并不做限定,在本申请的其他实施例中,所述加热装置还可以为其他加热器,具体视情况而定。
在本申请另一个实施例中,所述第一温场的第一区域还可以为所述第一温场2/3半径之内的区域,所述第一温场的第二区域为所述第一温场2/3半径至所述第一温场和所述第二温场分界线的区域;所述第三温场的第一区域为所述第二温场与所述第三温场边界线到所述第三温场的1/2半径之内的区域,所述第三温场的第二区域为所述第三温场剩余的1/2半径之内的区域,本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
下面结合具体实施例,对本申请实施例所提供的沉积设备的工作过程进行描述。在本申请实施例中,所述载盘的直径为Xmm,所述第一温场对应所述第1温度检测元件,所述第1温度检测元件到所述载盘中心的距离A1取值范围为0.04X~0.1X,包括端点值,所述第二温场对应所述第2温度检测元件,所述第2温度检测元件到所述载盘中心的距离A2取值范围为1.5×2×A1~4×2×A1,包括端点值,所述第三温场对应所述第3温度检测元件,所述第3温度检测元件到所述载盘中心的距离A3取值范围为1.5×3×A1~4×3×A1,包括端点值。
下面结合具体应用场景对本申请实施例所提供的沉积设备进行描述。
具体的,在本申请的一个实施例中,以4inch载盘为例,即所述载盘的直径为4inch,以所述载盘的中心为原点,所述第1温度检测元件到所述载盘中心的距离为A1mm,A1的取值范围为28.5mm~71.5mm,包括端点值;所述第2温度检测元件到所述载盘中心的距离为A2=A1+150mm,所述第3温度检测元件到所述载盘中心的距离为A3=A1+270mm或者A3=A2+120mm,以在基于各温度检测元件控制各温场的温度时,可以使得不同温场之间的相互影响较小,从而使得所述M个温场的温度更加均匀。
需要说明的是,在上述实施例中,本实施例对所述第1温度检测元件到所述载盘中心的距离并不做限定,只需保证所述第1温度检测元件到所述载盘中心的距离的取值范围为28.5mm~71.5mm,包括端点值即可。
具体的,在本申请一个实施例中,在所述沉积设备中,所述第1温度检测元件位于距离所述载盘中心为60mm处,所述第2温度检测元件位于距离所述载盘中心为210mm处,所述第3温度检测元件位于距离所述载盘中心为330mm处为例,具体应用时,其应用方法包括:
先触发用于固定所述第1温度检测元件的固定装置中固定支架上的第二按钮,使得所述固定装置与所述壳体的滑槽处于所述第一状态下,然后控制所述固定装置在所述滑槽内移动,直至利用所述滑槽上的定位标识,将所述第1温度检测元件移至距离所述载盘中心为60mm处,再触发用于固定所述第1温度检测元件的固定装置中固定支架上的第一按钮,使得所述固定装置与所述壳体的滑槽由所述第一状态切换为所述第二状态,将所述第1温度检测元件固定在所述滑槽上,完成所述第1温度检测元件的位置移动,同理,将所述第2温度检测元件移至距离所述载盘中心为210mm处进行固定,将所述第3温度检测元件移至距离所述载盘中心为330mm处进行固定;
将所述第一温场、第二温场和所述第三温场的目标温度设定为800℃,并利用各所述温度检测元件检测与其对应温场的温度,控制所述加热装置中各加热元件,直至各所述温度检测元件检测到的温度为800℃;
用ISO(测温机)从距离所述载盘中心60mm到330mm的范围内每隔10mm检测一个点的温度,测得的所述第一温场至第三温场中各位置的温度变化曲线图如图6所示,在该温场中生长的LED的外延结构的波长曲线示意图如图7所示。
利用上述相同的方法,将所述第一温场、第二温场和第三温场对应的温度检测元件的位置分别设定在整个温场中距离载盘中心60mm、160mm和330mm处,用ISO(测温机)从距离所述载盘中心60mm到330mm的范围内每隔10mm测定一个点的温度,测得的所述第一温场至第三温场中各位置的温度变化曲线图如图8所示,在该温场中生长的LED的外延结构的波长曲线示意图如图9所示。
对比图6和图8可知,图8中在第三温场偏向第二温场的260mm~270mm处的温度相较于其他区域的温度偏低较多,而图6中在所述第三温场偏向所述第二温场的260mm~270mm处的温度相较于其他区域的温度偏低较小,均匀性较好。
对比图7和图9可知,图9对应的外延结构在第三温场偏向第二温场的1/3处的波长偏长,而图7对应的外延结构在第三温场偏向第二温场的1/3处的波长偏长情况明显得到改善,均匀性较好。
在本申请的另一个实施例中,所述第1温度检测元件位于距离所述载盘中心为30mm处,第2温度检测元件位于距离所述载盘中心为180mm处,第3温度检测元件位于距离所述载盘中心为300mm处,当所述第1温度检测元件、第2温度检测元件和第3温度检测元件检测到的温度为800℃时,用ISO(测温机)从距离所述载盘中心60mm到330mm的范围内每隔10mm测定一个点的温度,测得所述第一温场至第三温场中各位置的温度变化曲线图以及在该温场中生长的LED的外延结构的波长曲线示意图也可以看出:本申请实施例所提供的沉积设备中,在所述第三温场偏向所述第二温场的260mm~270mm处的温度相较于其他区域的温度偏低较小,均匀性较好,且利用本申请实施例所提供的沉积设备在衬底上生长的外延结构在第三温场偏向第二温场的1/3处的波长偏长情况也明显得到改善,均匀性较好。
由此可见,在本申请实施例中,当所述载盘的直径为Xmm时,所述第1温度检测元件的设置位置到所述载盘中心的距离A1取值范围为0.04X~0.1X,包括端点值,第n温度检测元件的设置位置到所述石墨盘中心的距离A2取值范围为1.5nA1~4nA1,包括端点值,以在基于各温度检测元件检测到的温度控制加热装置中各加热元件的进行加热时,可以使得所述M个温场相互之间温度影响较小,从而使得所述M个温场的温度更加均匀,LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性更好。
综上所述,本申请实施例所提供的沉积设备,包括:壳体、位于壳体的沉积腔室内加热装置和载盘以及位于壳体外的温度检测装置,其中,所述加热装置用于给所述载盘进行加热,以通过所述载盘给所述衬底加热,所述沉积腔室沿预设方向划分成M个温场,所述M个温场嵌套分布,所述温度检测装置包括多个温度检测元件,所述温度检测元件与所述温场一一对应,用于检测其对应温场的温度,从而可以通过获取位于壳体外的温度检测装置中各个温度检测元件检测到的与其对应温场的温度,控制所述加热装置,使得各温场的温度相同或者在一定的误差范围内,以提高所述M个温场的温度均匀性,从而提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性。
此外,本申请实施例还提供了一种利用上述任一实施例所提供的沉积设备在衬底表面沉积外延结构的沉积方法。
如图10所示,图10所示为本申请实施例提供的沉积方法的流程图,本申请实施例所提供的沉积方法包括:
S10:将衬底放置在沉积设备的沉积腔室内的载盘表面。
S20:打开所述载盘下方的加热装置,给所述载盘加热,以通过所述载盘给所述衬底加热。
S30:获取所述沉积壳体外部的温度检测装置中各温度检测元件的温度,基于各温度检测元件,控制所述加热装置中各加热元件,使得各温度检测元件检测到的温度满足预设条件。
S40:在所述温度检测元件检测到的温度满足预设条件时,在所述衬底表面沉积外延结构。
需要说明的是,在上述实施例的基础上,所述预设条件为各所述温度检测元件检测到与其对应温场的温度相同或在一定误差范围内,以提高温场的温度均匀性。在本实施例中,该沉积方法包括:
将衬底放置在沉积设备的沉积腔室内的载盘表面,接着打开所述载盘下方的加热装置中的各加热元件,给所述载盘加热,以通过所述载盘给所述衬底加热;
将位于所述壳体外部的所述温度检测装置中各所述温度检测元件沿所述滑槽的延伸方向移动,使得各所述温度检测元件位于其对应温场的温度最佳检测点,再将所述M个温场的目标温度设定为预设温度,获取所述沉积壳体外部的温度检测装置中各温度检测元件的温度,基于各所述温度检测元件,控制所述加热装置中各加热元件,使得各所述温度检测元件检测到的温度相同或者在一定的误差范围内,其中,位于所述壳体外的温度检测装置中的各所述温度检测元件与所述沉积腔室内的M个温场一一对应;
最后,在各温度检测元件检测到的温度相同或者在一定的误差范围内时,在所述衬底表面沉积外延结构。
可选的,在本申请一个实施例中,所述预设温度为800℃,但本申请对此并不做限定,在本申请的其他实施例中,所述预设温度还可以为其他温度值,只需保证各温度检测元件检测到的温度相同或者在一定的误差范围内即可,具体视情况而定。
又由于所述LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性与其温度息息相关,因此,在利用上述任一实施例所提供的沉积设备提高了各温场的温度均匀性后,并利用本申请实施例所提供的沉积方法在衬底表面沉积外延结构时,可以使得提高位于该沉积腔室内的LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性。
综上所述,本申请实施例所提供的沉积方法,利用所述沉积设备中所述加热装置给所述载盘进行加热,以通过所述载盘给所述衬底加热,获取位于壳体外的温度检测装置中各个温度检测元件检测到与其对应温场的温度,基于各所述温度检测元件检测到的温度,控制所述加热装置,使得各所述温度检测元件检测到的温度相同或者在一定的误差范围内,以提高所述M个温场的温度均匀性,从而提高LED中外延结构生长过程中的波长的均匀性。
另外,本申请实施例还提供了一种沉积设备中温度检测点的确定方法,该方法包括:
将所述沉积设备的沉积腔室划分成M个温场,给所述M个温场加热;
通过与所述M个温场对应的各温度检测元件检测各温场的温度,获取各检测位置处,所述M个温场的温度满足预设条件时,所述沉积设备中的衬底上沉积形成的外延结构的波长;
基于各检测位置处,所述M个温场的温度满足预设条件时,所述沉积设备中的衬底上沉积形成的外延结构的波长,确定各所述温度检测元件的检测位置。
可选的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述预设条件为各所述温度检测元件检测到的温度与其对应温场的温度相同,但本申请对此并不做限定,在本申请的其他实施例中,所述预设条件还可以为各所述温度检测元件检测到的温度与其对应温场的温度在一定误差范围内,具体视情况而定。
具体工作时,本申请实施例提供的沉积设备中温度检测点的确定方法包括:
将所述沉积设备的沉积腔室划分成M个温场,给所述M个温场加热,其中,所述沉积设备包括多个温度检测元件,所述温度检测元件与所述M各温场一一对应;
将所述沉积设备的目标温度设置为预设温度,并将各温度检测元件在所述沉积设备中的滑槽内移动至其对应温场的第一检测位置处,基于各温度检测元件检测到的温度控制加热装置,直至各温度检测元件检测到的温度满足预设条件时,在所述衬底上沉积外延结构,并检测该外延结构的波长;
将各温度检测元件在所述沉积设备中的滑槽内移动至其对应温场的第二检测位置处,基于各温度检测元件检测到的温度控制加热装置,直至各温度检测元件检测到的温度满足预设条件时,在所述衬底上沉积外延结构,并检测该外延结构的波长;
以此类推,直至获取到所述温度检测元件位于各检测位置处时,所述外延结构的波长;
然后基于各所述温度检测元件的各检测位置处,所述衬底上沉积形成的外延结构的波长,确定波长的均匀性最好时对应的检测位置为各温度检测元件的最佳温度检测点,即实际生长外延结构时,各温度检测元件的检测位置。
需要说明的是,在本申请一个实施例中,所述预设温度为800℃,但本申请对此并不做限定,所述预设温度还可以为其他温度值,只需保证各温度检测元件检测到的温度相同或者在一定的误差范围内即可,具体视情况而定。
由此可见,在本申请实施例中,通过移动各所述温度检测元件的位置,获取各检测位置处,所述M个温场的温度相同或者在一定的误差范围内时,所述沉积设备中的衬底上沉积形成的外延结构的波长,来确定各温度检测元件的检测位置,以提高基于各温度检测元件检测到的温度控制所述加热装置时,各温场的温度的均匀性,从而提高在衬底上生长的外延结构的波长的均匀性。
本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述,每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处,各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种沉积设备,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体具有沉积腔室;
位于所述沉积腔室内的加热装置;
位于所述加热装置上方的载盘,所述载盘背离所述加热装置一侧表面用于放置衬底,所述加热装置用于给所述载盘进行加热,以通过所述载盘给所述衬底加热;
位于所述壳体外的温度检测装置,所述温度检测装置位于所述载盘背离所述加热装置一侧,用于检测所述沉积腔室内的温度;
其中,所述沉积腔室沿预设方向划分成M个温场,所述M个温场嵌套分布,M为大于1的整数;所述温度检测装置包括多个温度检测元件,所述温度检测元件与所述温场一一对应,用于检测其对应温场的温度。
2.根据权利要求1所述的沉积设备,其特征在于,所述载盘的直径为Xmm,所述第1温度检测元件到所述载盘中心的距离A1取值范围为0.04X~0.1X,包括端点值;
第n温度检测元件到所述载盘中心的距离An取值范围为1.5nA1~4nA1,包括端点值;
所述第n温度检测元件到所述载盘中心的距离An大于第n-1温度检测元件到所述载盘中心的距离An-1,n为大于1,且不大于M的整数。
3.根据权利要求1所述的沉积设备,其特征在于,所述壳体朝向温度检测装置一侧设置有沿所述载盘半径方向延伸的滑槽,所述温度检测元件通过固定装置固定在所述滑槽内。
4.根据权利要求3所述的沉积设备,其特征在于,所述固定装置包括:
固定支架,所述固定支架的第一端固定所述温度检测元件;
位于所述固定支架的第二端的固定件,所述固定件包括第一固定件和第二固定件;
位于所述固定支架上的控制按钮,在所述控制按钮被触发时,所述固定装置在第一状态和第二状态之间切换;
所述固定件具有沿第一方向贯穿所述固定支架的通孔,在所述第一状态下,所述第一固定件和所述第二固定件位于所述通孔内,所述固定装置与所述壳体的滑槽分离,在所述第二状态下,所述第一固定件和所述第二固定件从所述通孔中伸出,所述固定装置与在所述壳体的滑槽固定连接。
5.根据权利要求4所述的沉积设备,其特征在于,所述控制按钮包括第一按钮和第二按钮,所述第一按钮被触发时,所述固定装置从所述第一状态切换至所述第二状态,所述第二按钮被触发时,所述固定装置从所述第二状态切换至所述第一状态。
6.根据权利要求3-5任一项所述的沉积设备,其特征在于,所述滑槽上具有定位标识。
7.根据权利要求1所述的沉积设备,其特征在于,所述壳体朝向所述温度检测装置的一侧具有透光区域,所述温度检测元件透过所述透光区域向所述沉积设备的沉积腔室内发射光线,并接收所述沉积腔室内反射的光线,以基于其发射光线和接收的反射光线检测其对应温场的温度。
8.根据权利要求1所述的沉积设备,其特征在于,所述M个温场包括第一温场、第二温场和第三温场,所述第二温场包围所述第一温场,所述第三温场包围所述第二温场;
所述加热装置包括第一加热元件、第二加热元件和第三加热元件,所述第一加热元件用于给所述第一温场的第一区域加热,所述第二加热元件用于给所述第一温场的第二区域、所述第二温场以及所述第三温场的第一区域加热,所述第三加热元件用于给所述第三温场的第二区域加热;
其中,所述第一温场的第一区域为所述第一温场1/3半径之内的区域,所述第一温场的第二区域为所述第一温场1/3半径至所述第一温场和所述第二温场分界线的区域;所述第三温场的第一区域为所述第二温场与所述第三温场边界线到所述第三温场的2/3半径之内的区域,所述第三温场的第二区域为所述第三温场剩余的1/3半径之内的区域。
9.一种沉积方法,其特征在于,应用于权利要求1-8任一项所述的沉积设备,该方法包括:
将衬底放置在沉积设备的沉积腔室内的载盘表面;
打开所述载盘下方的加热装置,给所述载盘加热,以通过所述载盘给所述衬底加热;
获取所述沉积壳体外部的温度检测装置中各温度检测元件的温度,基于各所述温度检测元件,控制所述加热装置中各加热元件,使得各温度检测元件检测到的温度满足预设条件;
在所述温度检测元件检测到的温度满足预设条件时,在所述衬底表面沉积外延结构。
10.一种沉积设备中温度检测点的确定方法,其特征在于,包括:
将所述沉积设备的沉积腔室划分成M个温场,给所述M个温场加热;
通过与所述M个温场对应的各温度检测元件检测各温场的温度,获取各检测位置处,所述M个温场的温度满足预设条件时,所述沉积设备中的衬底上沉积形成的外延结构的波长;
基于各检测位置处,所述M个温场的温度满足预设条件时,所述沉积设备中的衬底上沉积形成的外延结构的波长,确定各所述温度检测元件的检测位置。
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