DE102007042149A1

DE102007042149A1 - Substrate attachment unit for comprehensive evaporation, has susceptor with hollow deepened region for carrying substrate and liquid metal formed on top side of susceptor, which fills gap between substrate and susceptor

Info

Publication number: DE102007042149A1
Application number: DE200710042149
Authority: DE
Inventors: Jong pa Yongin Hong; Chang Sung Yongin Kim; Won Ha Suwon Moon
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2008-03-27

Abstract

The substrate attachment unit (100) has a susceptor (101) for carrying the substrate (105) and a liquid metal, which is formed on the top side of the susceptor. The liquid metal (102) is carried on the susceptor and fills a gap between the substrate and the susceptor. The liquid metal is distributed in the form of a film on the top side of the susceptor. The susceptor has a deepened region to incorporate the substrate. The surface of the susceptor, on which the substrate is attached, has a hollow region that contains the liquid metal. An independent claim is also included for a device for evaporation.

Description

Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2006-0086251 , angemeldet am 07. September 2006 beim koreanischen Patentamt, beansprucht, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.For this application the priority of the Korean Patent Application No. 2006-0086251 filed Sep. 7, 2006 in the Korean Intellectual Property Office, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Substratbefestigungseinrichtung, die in einer Vorrichtung zum Aufdampfen, wie beispielsweise für metallorganische Gasphasenabscheidung (MOCVD = metal organic chemical vapor deposition), verwendet wird, sowie eine Vorrichtung zum Aufdampfen mit einer solchen Einrichtung und insbesondere eine Substratbefestigungseinrichtung, welche eine gleichförmige Temperaturverteilung auf einem Substrats ermöglicht, sowie eine Vorrichtung zum Aufdampfen, welche diese Substratbefestigungseinrichtung aufweist.The The present invention relates to a substrate fixing device, in a vapor deposition apparatus such as organometallic Vapor deposition (MOCVD = metal organic chemical vapor deposition), is used, as well as a device for vapor deposition with such Device and in particular a substrate fastening device, which a uniform temperature distribution on a substrate allows and a vapor deposition apparatus comprising said substrate mounting means having.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the state of the technology

Vorrichtungen zum Aufdampfen, zum Beispiel für metallorganische Gasphasenabscheidung (MOCVD = metal organic chemical vapor deposition), sind bekannt, um einen Halbleiter-Dünnfilm auf einem Substrat zu bilden, indem Dampf auf das Substrat, das auf einem Suszeptor angebracht ist, in einem Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise Halbleiter-Leuchtdioden oder Halbleiterbauteilen, aufgedampft wird. Wenn jedoch eine Mehrzahl von LEDs unter Verwendung der Vorrichtung zum Aufdampfen hergestellt wird, kann die Wellenlänge der hergestellten LEDs unterschiedlich sein. Derartige Unterschiede der Wellenlänge können durch Unterschiede bei den Chips aus dem gleichen Substrat, Unterschieden bei den Substraten während des gleichen Aufdampfvorgangs, Unterschieden bei den Aufdampfungsvorgängen unter Verwendung der gleichen Vorrichtung zum Aufdampfen oder Unterschieden bei den Vorrichtungen zum Aufdampfen verursacht werden.devices for vapor deposition, for example for metalorganic vapor deposition (MOCVD = metal organic chemical vapor deposition), are known to form a semiconductor thin film to form a substrate by putting steam on the substrate that is on a susceptor is attached, in a process for the preparation of semiconductor devices, such as semiconductor light emitting diodes or Semiconductor components, is evaporated. However, if a plurality produced by LEDs using the device for vapor deposition the wavelength can be the LEDs produced be different. Such differences the wavelength can be through Differences in the chips from the same substrate, differences at the substrates during of the same evaporation process, differences in the vapor deposition processes using the same device for vapor deposition or differences in the Evaporating devices are caused.

Es gibt zahlreiche Gründe für nicht gleichförmige LED-Eigenschaften (zum Beispiel die Wellenlänge), aber einer der wichtigen Faktoren ist die nicht gleichförmige Temperaturverteilung auf dem Substrat. Ein nicht gleichförmiger Grenzflächenkontakt kann zwischen dem Substrat und dem Suszeptor aufgrund einer Krümmung des Substrats, unregelmäßiger Haftung zwischen dem Substrat und dem Suszeptor während des Aufdampfungsvorgangs und durch Ähnliches entstehen. Durch einen derartigen nicht gleichförmigen Grenzflächenkontakt zwischen dem Substrat und dem Suszeptor wird eine nicht gleichförmige Wärmeleitung zwischen dem Substrat und dem Suszeptor verursacht, was eine nicht gleichförmige Temperaturverteilung auf dem Substrat zur Folge hat.It There are many reasons for not uniform LED characteristics (for example, the wavelength), but one of the important Factors is not uniform Temperature distribution on the substrate. A non-uniform interfacial contact can between the substrate and the susceptor due to a curvature of the Substrate, irregular adhesion between the substrate and the susceptor during the vapor deposition process and by similar arise. By such non-uniform interfacial contact between the substrate and the susceptor becomes non-uniform heat conduction between the substrate and the susceptor causing what a not uniform Temperature distribution on the substrate has the consequence.

Das Problem der nicht gleichförmigen Temperaturverteilung auf dem Substrat aufgrund von nicht gleichförmigem Grenzflächenkontakt zwischen dem Substrat und dem Suszeptor tritt nicht nur während des Verfahrens der Herstellung von Halbleiter-Dünnfilmen für LEDs auf, sondern bei allen Aufdampfungsvorgängen unter Verwendung eines Substrats. Bei fast allen Aufdampfungsvorgängen einschließlich des Verfahrens der Herstellung von Halbleiter-Dünnfilmen für LEDs verursacht die nicht gleichförmige Temperaturverteilung auf den Substraten, dass die Dünnfilme nicht gleichförmig sind, was ungleichförmige Produkteigenschaften zur Folge hat. Somit ist es erforderlich, eine gleichförmige Temperaturverteilung auf dem Substrat zu erhalten, um die Ausbeute des Produkts zu erhöhen.The Problem of non-uniform Temperature distribution on the substrate due to non-uniform interfacial contact between the substrate and the susceptor occurs not only during the Method of manufacturing semiconductor thin films for LEDs, but at all Aufdampfungsvorgängen using a substrate. For almost all vapor deposition processes including the Method of manufacturing semiconductor thin films for LEDs causes non-uniform temperature distribution on the substrates that the thin films not uniform are what uneven Product properties result. Thus, it is necessary to have a uniform Temperature distribution on the substrate to obtain the yield of the product.

1 ist eine schematische Querschnittansicht, in welcher eine herkömmliche Substratbefestigungseinrichtung dargestellt ist. Unter Bezugnahme auf 1 weist die Substratbefestigungseinrichtung 10 einen Suszeptor 11 auf, auf welchem ein Substrat 15 aufgenommen ist. Ein Heizer 18 ist unter dem Suszeptor 11 angeordnet, um das Substrat 15 durch den Suszeptor 11 zu heizen. Das Substrat ist auf dem Suszeptor 11 durch Schwerkraft oder unter Verwendung eines gesonderten Spannfutters (nicht dargestellt) befestigt. 1 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a conventional substrate fixing device. FIG. With reference to 1 has the substrate fixing device 10 a susceptor 11 on which a substrate 15 is included. A heater 18 is under the susceptor 11 arranged to the substrate 15 through the susceptor 11 to heat. The substrate is on the susceptor 11 attached by gravity or using a separate chuck (not shown).

In diesem Fall kann aufgrund der Unebenheit der Unterseite des Substrats 15 oder der Oberseite des Suszeptors 11 ein unvollständiger Kontakt zwischen dem Substrat 15 und dem Suszeptor 11 bestehen und somit kann der Abstand zwischen der Unterseite des Substrats 15 und der Oberseite des Suszeptors 11 von einer Stelle zur anderen unterschiedlich sein. Feine Partikel 4 können in einen Raum oder einen Spalt zwischen dem Substrat 15 und dem Suszeptor 11 eindringen. Des Weiteren können Unterschiede in der Wärmeausdehnung der jeweiligen Schichten des Substrats 15 eine Biegung des Substrats 15 verursachen, und es kann sich ein unerwünschter Spalt zwischen dem Substrat 15 und dem Suszeptor 11 bilden. Aufgrund des unvollständigen und nicht gleichförmigen Kontakts zwischen dem Substrat 15 und dem Suszeptor 11 kann das Ausmaß der Wärmeleitung von dem Suszeptor 11 zum Substrat 15 von einer Stelle zur anderen unterschiedlich sein, was eine nicht gleichförmige Temperaturverteilung des Substrats 15 zur Folge hat.In this case, due to the unevenness of the bottom of the substrate 15 or the top of the susceptor 11 an incomplete contact between the substrate 15 and the susceptor 11 exist and thus the distance between the bottom of the substrate 15 and the top of the susceptor 11 be different from one place to another. Fine particles 4 can be in a space or a gap between the substrate 15 and the susceptor 11 penetration. Furthermore, differences in the thermal expansion of the respective layers of the substrate 15 a bend of the substrate 15 and it can create an undesirable gap between the substrate 15 and the susceptor 11 form. Due to the incomplete and non-uniform contact between the substrate 15 and the susceptor 11 can the extent of heat conduction from the susceptor 11 to the substrate 15 from one location to another, resulting in a nonuniform temperature distribution of the substrate 15 entails.

Um die nicht gleichförmige Temperaturverteilung des Substrats abzuschwächen, wurde ein Verfahren zum Befestigen eines Substrats an einem Suszeptor unter Verwendung einer aus einem starren Material, wie beispielsweise Metall, gebildeten Klammer vorgeschlagen. 2 ist eine Querschnittansicht, in welcher eine herkömmliche Substratbefestigungseinrichtung 20 unter Verwendung der Klammer 23 dargestellt ist. Unter Bezugnahme auf 2 weist die Substratbefestigungseinrichtung 20 einen Suszeptor 21, auf dem ein Substrat 15 aufgenommen wird, und die Klammer 23 auf, welche das Substrat 15 und den Suszeptor 21 aneinander befestigt. Die Verwendung einer derartigen Klammer 23 ermöglicht einen gleichförmigeren Kontakt zwischen dem Substrat 15 und dem Suszeptor 21. Jedoch wird durch die Klammer 23 der Aufdampfungsbereich auf dem Substrat verkleinert. Insbesondere konzentriert sich die Spannung durch die Biegung des Substrats auf die befestigten Bereiche, da die durch die Klammern befestigten Bereiche keine Verschiebungsfreiheitsgrade haben, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung des Substrats erhöht wird.In order to mitigate the non-uniform temperature distribution of the substrate, a method of attaching a substrate to a susceptor using a rigid material, such as metal, has been developed Brace proposed. 2 FIG. 12 is a cross-sectional view in which a conventional substrate fixing device. FIG 20 using the clip 23 is shown. With reference to 2 has the substrate fixing device 20 a susceptor 21 on which a substrate 15 is recorded, and the clip 23 on which the substrate 15 and the susceptor 21 attached to each other. The use of such a clip 23 allows a more uniform contact between the substrate 15 and the susceptor 21 , However, by the bracket 23 reduces the evaporation on the substrate. In particular, the stress due to the bending of the substrate concentrates on the secured areas because the areas secured by the brackets have no degrees of freedom of displacement, thereby increasing the likelihood of damage to the substrate.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Substratbefestigungseinrichtung anzugeben, mit welcher die nicht gleichförmige Temperaturverteilung auf einem Substrat aufgrund von nicht gleichförmigem Kontakt zwischen dem Substrat und einem Suszeptor wirksam unterdrückt wird.Of the Invention is based on the object, a substrate fastening device indicate with which the non-uniform temperature distribution on a substrate due to non-uniform contact between the Substrate and a susceptor is effectively suppressed.

Daneben soll eine Vorrichtung zum Aufdampfen angegeben werden, mit welcher nicht gleichförmige Temperaturverteilung auf einem Substrat während eines Aufdampfungsvorgangs unterdrückt wird, wodurch das Bilden eines gleichförmigen Films oder einer Schicht auf dem Substrat ermöglicht wird.Besides should be given to a device for vapor deposition, with which not uniform Temperature distribution on a substrate during a vapor deposition process repressed , thereby forming a uniform film or layer is made possible on the substrate.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Substratbefestigungseinrichtung vorgesehen, welche aufweist: einen Suszeptor zum Tragen des Substrats; und ein Flüssigmetall, das auf der Oberseite des Suszeptors gebildet ist, um einen Spalt zwischen dem auf dem Suszeptor getragenen Substrat und dem Suszeptor auszufüllen.to solution this object, a substrate fastening device is provided, which comprises: a susceptor for supporting the substrate; and a Liquid metal, which is formed on the top of the susceptor to form a gap between the substrate carried on the susceptor and the susceptor fill.

Das Flüssigmetall kann in Form eines Films auf der Oberseite des Suszeptors verteilt sein. Der Suszeptor kann einen vertieften Bereich aufweisen, um das Substrat aufzunehmen.The liquid metal can be distributed in the form of a film on top of the susceptor be. The susceptor may have a recessed area to to pick up the substrate.

Die Oberseite des Suszeptors, auf der das Substrat angebracht ist, kann eine Mulde aufweisen, und das Flüssigmetall kann in der Mulde enthalten sein.The Top of the susceptor, on which the substrate is mounted, can have a trough, and the liquid metal can be contained in the trough.

Durch Verwendung des in dem Muldenbereich enthaltenen Flüssigmetalls wird die Wärme gleichförmig selbst auf ein Substrat, das gebogen ist, übertragen.By Use of the liquid metal contained in the trough area the heat becomes uniform itself transferred to a substrate that is bent.

Das Flüssigmetall kann ein Metall sein, das bei einer Temperatur im Bereich von 300 bis 1200°C in einem flüssigen Zustand vorliegt. Insbesondere kann das Metall aus der Gruppe bestehend aus Ga, In, Sn und Bi, gewählt sein. Insbesondere kann das Flüssigmetall Ga sein.The liquid metal may be a metal that is at a temperature in the range of 300 up to 1200 ° C in a liquid Condition exists. In particular, the metal may consist of the group selected from Ga, In, Sn and Bi be. In particular, the liquid metal Be Ga.

Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufdampfen, welche aufweist: eine Reaktionskammer, in die ein reaktives Gas eingebracht ist; eine Substratbefestigungseinrichtung, die in der Reaktionskammer angebracht ist; und einen Heizer, der unter der Substratbefestigungseinrichtung angebracht ist, um Wärme zu der Substratbefestigungseinrichtung zu liefern, wobei die Substratbefestigungseinrichtung einen Suszeptor aufweist, um ein Substrat zu tragen; und ein Flüssigmetall, das auf der Oberseite des Suszeptors gebildet ist, um einen Spalt zwischen dem Substrat, das auf dem Suszeptor aufliegt, und dem Suszeptor zu füllen.Besides the invention relates to a vapor deposition apparatus comprising: a reaction chamber into which a reactive gas is introduced; a Substrate fixing device mounted in the reaction chamber is; and a heater disposed under the substrate mounting means is appropriate to heat to the substrate mounting means, the substrate mounting means a susceptor to support a substrate; and a liquid metal, which is formed on the top of the susceptor to form a gap between the substrate resting on the susceptor and the susceptor to fill.

In der Reaktionskammer kann ein Strömungskanal gebildet sein, durch den das reaktive Gas in horizontaler Richtung zu dem auf dem Suszeptor gehaltenen Substrat zugeführt wird. Die Reaktionskammer kann so gestaltet sein, dass das reaktive Gas in vertikaler Richtung zu dem auf dem Suszeptor getragenen Substrat zugeführt wird. In diesem Fall kann eine Düse oder ein Sprühkopf über dem Suszeptor angeordnet sein.In the reaction chamber can be a flow channel be formed by the reactive gas in the horizontal direction is supplied to the substrate held on the susceptor. The reaction chamber may be designed so that the reactive gas in the vertical direction to the substrate carried on the susceptor supplied becomes. In this case, a nozzle or a spray head over the susceptor be arranged.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:Further Advantages and details of the present invention become better understandable by the following detailed description together with the attached drawings, in which:

1 eine schematische Querschnittansicht ist, in welcher eine herkömmliche Substratbefestigungseinrichtung zum Aufdampfen dargestellt ist; 1 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing a conventional substrate fixing device for vapor deposition;

2 eine schematische Querschnittansicht ist, in welcher eine andere herkömmliche Substratbefestigungseinrichtung zum Aufdampfen dargestellt ist; 2 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing another conventional substrate fixing device for vapor deposition;

3 eine schematische Querschnittansicht ist, in welcher eine Substratbefestigungseinrichtung zum Aufdampfen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist; 3 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing a substrate fixing device for vapor deposition according to an exemplary embodiment of the present invention;

4 eine schematische Querschnittansicht ist, in welcher eine Substratbefestigungseinrichtung zum Aufdampfen gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist; 4 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing a substrate fixing device for vapor deposition according to another exemplary embodiment of the present invention;

5 ein Diagramm ist, in welchem ein Simulationsergebnis der Temperaturveränderung eines Substrats in Abhängigkeit der Art des Kontakts zwischen dem Substrat und einem Suszeptor dargestellt ist; 5 is a diagram in which a simulation result of the temperature change of a Substrate is shown depending on the type of contact between the substrate and a susceptor;

6 eine schematische Querschnittansicht ist, in welcher eine Vorrichtung zum Aufdampfen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist; und 6 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing a vapor deposition apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention; and

7 eine Querschnittansicht ist, in welcher eine Vorrichtung zum Aufdampfen gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. 7 Fig. 12 is a cross-sectional view illustrating a vapor deposition apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen vorliegen und sollte nicht als auf die hier beschriebenen Ausführungsformen begrenzt angesehen werden. In den Zeichnungen können Gestaltungen und Abmessungen zum Zweck der Klarheit übertrieben dargestellt sein, und gleiche Bezugsziffern werden durchgehend verwendet, um gleiche oder ähnliche Bestandteile zu kennzeichnen.exemplary embodiments The present invention will now be described more specifically with reference to FIG the attached Drawings described. However, the invention can be in many different Forms should and should not be considered as described here embodiments be considered limited. In the drawings, designs and dimensions exaggerated for the sake of clarity and like reference numerals are used throughout by the same or similar To identify components.

3 ist eine Querschnittansicht, in welcher eine Substratbefestigungseinrichtung zum Aufdampfen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Unter Bezugnahme auf 3 weist die Substratbefestigungseinrichtung 100 einen Suszeptor 101 zum Tragen eines Substrats 105 und ein Flüssigmetall 102, das zwischen dem Suszeptor 101 und dem Substrat 105 angeordnet ist, auf. Das Flüssigmetall 102 wird zwischen das Substrat 105 und den Suszeptor 101 eingebracht und ist mit der Unterseite des Substrats 105 vollständig in Kontakt. Unter dem Suszeptor 101 ist ein Heizer 108 angebracht, um das Substrat 105 zu heizen. 3 FIG. 12 is a cross-sectional view showing a substrate fixing device for vapor deposition according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. With reference to 3 has the substrate fixing device 100 a susceptor 101 for carrying a substrate 105 and a liquid metal 102 that between the susceptor 101 and the substrate 105 is arranged on. The liquid metal 102 gets between the substrate 105 and the susceptor 101 is inserted and is connected to the bottom of the substrate 105 completely in contact. Under the susceptor 101 is a heater 108 attached to the substrate 105 to heat.

Das auf der Vorrichtung 100 angebrachte Substrat 105 kann jedes beliebige Substrat sein, auf dem durch ein Aufdampfungsverfahren ein Dünnfilm gebildet sein kann, wie beispielsweise ein Siliziumsubstrat, ein Saphirsubstrat, ein SiC-Substrat und ein GaAs-Substrat. Der Suszeptor 101 kann aus Graphit gebildet sein, damit er eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit und optimale elektrische Eigenschaften aufweist.That on the device 100 attached substrate 105 may be any substrate on which a thin film such as a silicon substrate, a sapphire substrate, an SiC substrate, and a GaAs substrate may be formed by a vapor deposition method. The susceptor 101 may be formed of graphite, so that it has sufficient thermal conductivity and optimum electrical properties.

Das Flüssigmetall 102 kann jedes metallische Material sein, das bei der Temperatur des Aufdampfungsverfahrens in flüssigem Zustand vorliegt. Insbesondere kann das Flüssigmetall 102 ein metallisches Material sein, welches das Substrat oder den auf dem Substrat gebildeten Film nicht verschmutzt. Ganz besonders kann das Flüssigmetall 102 ein metallisches Material sein, das bei einer Temperatur im Bereich von 300 bis 1200°C in einem flüssigen Zustand ist. Zum Beispiel kann das Flüssigmetall 102 aus der Gruppe bestehend aus Ga, In, Sn und Bi, gewählt sein. Insbesondere kann das Flüssigmetall 102 Ga sein, welches bei einer Temperatur von 40°C oder weniger in flüssigem Zustand vorliegt und dessen Siedepunkt 2000°C überschreitet. Somit ermöglicht Ga das Beibehalten eines stabilen flüssigen Zustands des Flüssigmetalls über einen sehr großen Temperaturbereich. Des Weiteren ist die Wahrscheinlichkeit, dass Ga das Substrat oder das Innere der Vorrichtung verschmutzt, gering, da Ga einen geringen Dampfdruck aufweist.The liquid metal 102 may be any metallic material that is in the liquid state at the temperature of the vapor deposition process. In particular, the liquid metal 102 a metallic material which does not contaminate the substrate or the film formed on the substrate. Especially the liquid metal 102 a metallic material which is in a liquid state at a temperature in the range of 300 to 1200 ° C. For example, the liquid metal 102 be selected from the group consisting of Ga, In, Sn and Bi. In particular, the liquid metal 102 Ga be, which is in a liquid state at a temperature of 40 ° C or less and whose boiling point exceeds 2000 ° C. Thus, Ga allows maintaining a stable liquid state of the liquid metal over a very wide temperature range. Furthermore, since Ga has a low vapor pressure, the probability of Ga contaminating the substrate or the interior of the device is low.

Wie in 3 dargestellt, kann das Flüssigmetall 102 in Form eines Films auf der Oberseite eines Suszeptors 101 verteilt sein. Ein derartiger Film aus dem Flüssigmetall kann durch Dispergieren mehrerer Tropfen des Flüssigmetalls 102 auf der Oberseite des Suszeptors 101 und Heizen des Suszeptors 101 für ausreichendes Benetzen gebildet werden. Um das Substrat stabil auf dem Suszeptor 101 zu befestigen oder aufzunehmen, kann ein vertiefter Bereich auf der oberen Fläche des Suszeptors 101 gebildet sein. Das Substrat 105 kann angebracht werden, indem das Flüssigmetall 102 in dem vertieften Bereich in Form eines Films platziert wird und das Substrat 105 auf dem Film aus Flüssigmetall 102 aufgebracht wird.As in 3 represented, the liquid metal 102 in the form of a film on top of a susceptor 101 be distributed. Such a liquid metal film can be prepared by dispersing a plurality of drops of the liquid metal 102 on the top of the susceptor 101 and heating the susceptor 101 are formed for sufficient wetting. To keep the substrate stable on the susceptor 101 can attach or receive a recessed area on the upper surface of the susceptor 101 be formed. The substrate 105 can be attached by the liquid metal 102 is placed in the recessed area in the form of a film and the substrate 105 on the film of liquid metal 102 is applied.

Bei der oben beschriebenen Substratbefestigungseinrichtung 100 ist der Raum zwischen dem Substrat 105 und dem Suszeptor 101 mit dem Flüssigmetall 102 gefüllt. Insbesondere kann das Flüssigmetall 102 durch Kapillarwirkung sogar einen engen Raum zwischen dem Substrat 105 und dem Suszeptor 101 füllen. Wenn das Flüssigmetall 102 zwischen dem Suszeptor 101 und das Substrat 105 eingefügt ist, wird ein Zwischenraum oder Spalt, der Dampf (Luft oder Gas) enthält, an der Grenzfläche beseitigt. Das Flüssigmetall 102 wirkt als Medium zur Wärmeleitung zwischen dem Substrat 105 und dem Suszeptor 101, wodurch eine gleichförmige Wärmeleitung zwischen dem Substrat 105 und dem Suszeptor 101 sichergestellt wird. Dadurch wird die nicht gleichförmige Temperaturverteilung auf dem Substrat 105 wesentlich abgeschwächt.In the substrate fixing device described above 100 is the space between the substrate 105 and the susceptor 101 with the liquid metal 102 filled. In particular, the liquid metal 102 even a narrow space between the substrate due to capillary action 105 and the susceptor 101 to fill. When the liquid metal 102 between the susceptor 101 and the substrate 105 is inserted, a gap or gap containing vapor (air or gas) is removed at the interface. The liquid metal 102 acts as a medium for heat conduction between the substrate 105 and the susceptor 101 , whereby a uniform heat conduction between the substrate 105 and the susceptor 101 is ensured. This will cause the non-uniform temperature distribution on the substrate 105 significantly weakened.

Das heißt, dass trotz eines nicht gleichförmigen Kontakts zwischen dem Substrat 105 und dem Suszeptor 101 durch das zwischen diese eingebrachte Flüssigmetall 102 eine gleichförmige Wärmeleitung zwischen dem Suszeptor 101 und dem Substrat 105 ermöglicht wird. Dies wird ebenfalls in einem von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführten Simulationstest bestätigt (siehe 5). Selbst wenn unerwünschte feine Partikel 4 in den Spalt zwischen dem Substrat 105 und dem Suszeptor 101 eindringen, wird die Wärme durch das Flüssigmetall 102 dem Substrat 105 gleichförmig zugeführt.That is, despite a non-uniform contact between the substrate 105 and the susceptor 101 by the liquid metal introduced between them 102 a uniform heat conduction between the susceptor 101 and the substrate 105 is possible. This is also confirmed in a simulation test conducted by the inventors of the present invention (see 5 ). Even if unwanted fine particles 4 in the gap between the substrate 105 and the Sus Zeptor 101 penetrate, the heat is through the liquid metal 102 the substrate 105 supplied uniformly.

4 ist eine Querschnittansicht, in welcher eine Substratbefestigungseinrichtung 200 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform weist der Suszeptor 201 einen Muldenbereich 210 in seinem oberen Bereich auf, auf dem das Substrat angebracht ist. Dieser Muldenbereich 210 kann mit einer ausreichenden Tiefe gebildet sein, insbesondere einer Tiefe, die größer ist als die Dicke des Substrats 105', wodurch das Flüssigmetall 102' in dieser gehalten wird. 4 is a cross-sectional view in which a substrate fastening device 200 according to another exemplary embodiment of the present invention. In this embodiment, the susceptor 201 a trough area 210 in its upper area, on which the substrate is mounted. This trough area 210 can be formed with a sufficient depth, in particular a depth which is greater than the thickness of the substrate 105 ' , whereby the liquid metal 102 ' is held in this.

Wie oben beschrieben, füllt durch Platzieren des Flüssigmetalls 102' in dem Muldenbereich 210 und Anbringen des Substrats 105' selbst bei einer Biegung des Substrats (oder selbst bei einer starken Biegung des Substrats) das Flüssigmetall 102' den Raum zwischen dem Substrat 105' und dem Suszeptor 210. Das heißt, dass der größte Teil der Unterseite des Substrats 105' in Kontakt mit dem Flüssigmetall 102' ist. Somit ist der Aufbau der Substratbefestigungseinrichtung 200, wie in 4 dargestellt, im Fall einer starken Biegung des Substrats besonders vorteilhaft.As described above, fill by placing the liquid metal 102 ' in the trough area 210 and attaching the substrate 105 ' even with a bending of the substrate (or even with a strong bending of the substrate) the liquid metal 102 ' the space between the substrate 105 ' and the susceptor 210 , That means that most of the bottom of the substrate 105 ' in contact with the liquid metal 102 ' is. Thus, the structure of the substrate fixing device is 200 , as in 4 shown particularly advantageous in the case of a strong bending of the substrate.

5 ist ein Diagramm, in welchem die Simulationsergebnisse der Temperaturänderung des Substrats in Abhängigkeit der Art des Kontakts zwischen dem Substrat und dem Suszeptor dargestellt sind. Unter Bezugnahme auf 5 wurden die Temperaturen der Substrate dreier unterschiedlicher Proben gemessen, wobei die Temperatur aller Suszeptoren gleich ist. Die Temperatur des Substrats, die für die erste Probe gemessen wurde, bei welcher das Substrat und der Suszeptor vollständig in Kontakt waren und theoretisch kein Spalt oder Raum zwischen dem Substrat und dem Suszeptor war, betrug 988°C. Bei der zweiten Probe wurde ein Flüssigmetall aus Ga in einen Zwischenraum von 20 μm zwischen das Substrat und den Suszeptor gefüllt. In diesem Fall war die gemessene Temperatur des Substrats im Wesentlichen identisch zu jener der ersten Probe (ungefähr 988°C). Im Gegensatz dazu betrug die Temperatur des Substrats der dritten Probe, bei welcher ein Zwischenraum von 20 μm zwischen dem Substrat und dem Suszeptor, mit Gas (Luft) dazwischen, beibehalten wurde, weniger als 980°C. 5 FIG. 12 is a diagram illustrating the simulation results of the temperature change of the substrate depending on the nature of the contact between the substrate and the susceptor. With reference to 5 The temperatures of the substrates of three different samples were measured, the temperature of all susceptors is the same. The temperature of the substrate measured for the first sample, at which the substrate and susceptor were fully in contact and theoretically not a gap or space between the substrate and the susceptor, was 988 ° C. In the second sample, a liquid metal of Ga was filled in a gap of 20 μm between the substrate and the susceptor. In this case, the measured temperature of the substrate was substantially identical to that of the first sample (about 988 ° C). In contrast, the temperature of the substrate of the third sample, in which a gap of 20 μm was maintained between the substrate and the susceptor with gas (air) therebetween, was less than 980 ° C.

Anhand der oben stehenden Simulationsergebnisse wurde das Folgende bestätigt. Wenn ein leerer Raum (Gas, Luft etc.) zwischen einem Substrat und einem Suszeptor besteht, wird die Wärmeleitung durch den leeren Raum selbst bei einer Dicke von einigen Zehntel μm wesentlich erschwert. Somit ist, wenn ein ungleichförmiger Kontakt oder eine ungleichförmige Haftung zwischen dem Suszeptor und dem Substrat besteht, als Folge die Temperatur des Substrats ebenfalls ungleichförmig.Based From the above simulation results, the following was confirmed. If an empty space (gas, air, etc.) between a substrate and a Susceptor is the heat conduction through the empty space even at a thickness of a few tenths of microns essential difficult. Thus, if a non-uniform contact or a non-uniform adhesion between the susceptor and the substrate, as a result, the temperature the substrate also non-uniform.

Im Gegensatz dazu kann, wenn das Flüssigmetall wie beispielsweise Ga zwischen das Substrat und den Suszeptor eingebracht ist, die Temperatur des Substrats gleich wie in dem Fall eines vollständigen Kontakts (wie bei der ersten Probe) gehalten werden. Somit ermöglicht trotz der nicht gleichförmigen Morphologie der Unterseite des Substrats oder der Oberseite des Suszeptors das zwischen diese gefüllte Flüssigmetall eine gleichförmige Wärmeleitung zwischen dem Substrat und dem Suszeptor.in the In contrast, when the liquid metal such as Ga introduced between the substrate and the susceptor is the temperature of the substrate same as in the case of a complete contact (as in the first sample). Thus, despite possible not uniform Morphology of the underside of the substrate or the top of the Susceptors the liquid metal filled between these a uniform heat conduction between the substrate and the susceptor.

Nachstehend werden unter Bezugnahme auf 6 und 7 Vorrichtungen zum Aufdampfen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei den Vorrichtungen zum Aufdampfen aus den 6 und 7 handelt es sich um Vorrichtungen zum Aufdampfen der horizontalen bzw. vertikalen Art.The following are with reference to 6 and 7 Devices for vapor deposition according to exemplary embodiments of the present invention described. In the devices for vapor deposition from the 6 and 7 These are devices for vapor deposition of the horizontal or vertical type.

Unter Bezugnahme auf 6 weist die Vorrichtung zum Aufdampfen 2000 eine Reaktionskammer 2100, eine in der Reaktionskammer 2100 angebrachte Substratbefestigungseinrichtung 100 und einen unter der Substratbefestigungseinrichtung 100 angebrachten Heizer 108 auf, um Wärme zu der Substratbefestigungseinrichtung 100 zu liefern. Die Substratbefestigungseinrichtung 100 weist ein Flüssigmetall 102 auf, das auf der Oberseite des Suszeptors 101 gebildet ist, um einen Raum zwischen dem Substrat 105 und dem Suszeptor 101 zu füllen.With reference to 6 has the device for vapor deposition 2000 a reaction chamber 2100 , one in the reaction chamber 2100 attached substrate fastening device 100 and one under the substrate fixing device 100 attached heater 108 to transfer heat to the substrate fixture 100 to deliver. The substrate fastening device 100 has a liquid metal 102 on top of the susceptor 101 is formed to a space between the substrate 105 and the susceptor 101 to fill.

Der Suszeptor 101 wird von dem unter dem Suszeptor 101 angebrachten Heizer 108 geheizt, und die Wärme wird mittels des Suszeptors 101 und des Flüssigmetalls 102 gleichförmig auf das Substrat 105 übertragen, wodurch das Substrat 105 bei einer vorbestimmten Temperatur gleichförmig geheizt wird. Reaktives Gas wird in einer Richtung parallel zu einer Oberfläche des Substrats 105 durch einen in der Reaktionskammer 2100 gebildeten Strömungskanal geliefert, um Dünnfilme, zum Beispiel epitaxiale Halbleiterschichten, auf dem Substrat 105 zu bilden. Wie oben beschrieben, weisen die auf dem Substrat 105 gebildeten Dünnfilme insgesamt gleichförmige Eigenschaften auf, da die nicht gleichförmige Temperaturverteilung auf dem Substrat 105 abgeschwächt ist. Eine derartige Vorrichtung zur Aufdampfung 2000 kann für chemische Gasphasenabscheidung (CVD = chemical vapor deposition) und insbesondere für ein MOCVD-Verfahren, das zur Herstellung von LEDs erforderlich ist, wirksam verwendet werden.The susceptor 101 gets from that under the susceptor 101 attached heater 108 heated, and the heat is transferred by means of the susceptor 101 and the liquid metal 102 uniform on the substrate 105 transferred, causing the substrate 105 is heated uniformly at a predetermined temperature. Reactive gas becomes in a direction parallel to a surface of the substrate 105 through one in the reaction chamber 2100 formed flow channel to thin films, for example epitaxial semiconductor layers, on the substrate 105 to build. As described above, they are on the substrate 105 As a result, the non-uniform temperature distribution on the substrate becomes uniform throughout 105 is weakened. Such a device for vapor deposition 2000 can be used effectively for chemical vapor deposition (CVD) and, in particular, for a MOCVD process required for the production of LEDs.

7 ist eine Querschnittansicht, in welcher eine Vorrichtung zum Aufdampfen gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. In 6 ist beispielhaft eine horizontale Vorrichtung zum Aufdampfen dargestellt, welche es ermöglicht, dass das reaktive Gas parallel zur Oberfläche des Substrats strömt, jedoch wird bei dieser Ausführungsform das reaktive Gas bezogen auf die Oberfläche des Substrats in vertikaler Richtung geliefert. 7 FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a vapor deposition apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention. FIG. In 6 is an example of a horizontal device for vapor deposition Darge which allows the reactive gas to flow parallel to the surface of the substrate, however, in this embodiment, the reactive gas is supplied in the vertical direction with respect to the surface of the substrate.

Unter Bezugnahme auf 7 weist die Vorrichtung zum Aufdampfen 3000 eine Reaktionskammer 3100, eine Substratbefestigungseinrichtung 100 und einen Heizer 108 auf. Das reaktive Gas tritt in die Reaktionskammer 3100 durch eine Gaszufuhrleitung 3500 und eine Düse 3400 ein. Das reaktive Gas kann statt über eine Düse 3400 über einen Sprühkopf (nicht dargestellt) auf das Substrat 105 geliefert werden. Das reaktive Gas wird durch die darüber angeordnete Düse 3400 eingebracht und zu dem Substrat 105, das von dem Suszeptor 101 geheizt wird, und dem Flüssigmetall 102 gebracht, um auf dem Substrat 105 gleichförmig Dünnfilme zu bilden. Bei dieser Ausführungsform wird Wärme gleichförmig durch das Flüssigmetall 102 in der Substratbefestigungseinrichtung 100 zu dem Substrat 105 geliefert, wodurch die nicht einheitliche Temperaturverteilung auf dem Substrat 105 abgeschwächt wird.With reference to 7 has the device for vapor deposition 3000 a reaction chamber 3100 , a substrate fixing device 100 and a heater 108 on. The reactive gas enters the reaction chamber 3100 through a gas supply line 3500 and a nozzle 3400 one. The reactive gas can take place via a nozzle 3400 via a spray head (not shown) on the substrate 105 to be delivered. The reactive gas is passed through the nozzle above 3400 introduced and to the substrate 105 that from the susceptor 101 is heated, and the liquid metal 102 brought to the substrate 105 uniformly form thin films. In this embodiment, heat becomes uniform through the liquid metal 102 in the substrate fixing device 100 to the substrate 105 delivered, reducing the non-uniform temperature distribution on the substrate 105 is weakened.

Die oben genannten Ausführungsformen sind Beispiele für eine Substratbefestigungseinrichtung 100, welche Flüssigmetall 102 in Form eines Films in den Vorrichtungen zum Aufdampfen 2000 und 3000 aufweist. Alternativ kann ebenfalls die Substratbefestigungseinrichtung 200 (s. 4) verwendet werden, bei der das Flüssigmetall 102' in den Muldenbereich 210 des Suszeptors 201 gefüllt ist. Insbesondere im Fall einer starken Biegung des Substrats ist die Substratbefestigungseinrichtung 200, bei der das Flüssigmetall 102' in dem Muldenbereich 210 gefüllt ist, von Vorteil.The above embodiments are examples of a substrate fixing device 100 , which liquid metal 102 in the form of a film in the vapor deposition apparatus 2000 and 3000 having. Alternatively, the substrate fixing device may also be used 200 (S. 4 ) are used, in which the liquid metal 102 ' in the trough area 210 of the susceptor 201 is filled. In particular, in the case of a strong bending of the substrate, the substrate fixing device 200 in which the liquid metal 102 ' in the trough area 210 filled is beneficial.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben wird Wärme gleichförmig zu einem Substrat geleitet, und eine nicht gleichförmige Temperaturverteilung auf dem Substrat wird abgeschwächt, indem ein Flüssigmetall in einen Raum zwischen einem Suszeptor und einem Substrat gefüllt wird. Dadurch wird das gleichförmige Bilden eines Films oder einer Schicht auf dem Substrat und eine effektive Reduzierung der charakteristischen Unterschiede einer Mehrzahl hergestellter Bauteile ermöglicht, wodurch eine gleichförmige Temperaturverteilung des Substrats erhalten wird.According to the present Heat is uniformly conducted to a substrate, as described above, and a non-uniform one Temperature distribution on the substrate is attenuated by a liquid metal is filled in a space between a susceptor and a substrate. This will make the uniform Forming a film or a layer on the substrate and a effective reduction of the characteristic differences of a plurality made possible components, making a uniform Temperature distribution of the substrate is obtained.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.Even though the present invention in conjunction with exemplary embodiments is described and illustrated, will become apparent to those skilled be that modifications and changes can be made without being bound by the scope of the invention as defined by the appended claims departing.

Claims

Substrate fixing device for vapor deposition, full: a susceptor for supporting the substrate; and one Liquid metal, which is formed on the top of the susceptor to form a gap between the substrate carried on the susceptor and the susceptor to fill.

Substrate fixing device according to claim 1, characterized in that the liquid metal in the form of a film is distributed on the top of the susceptor.

Substrate fixing device according to claim 1, characterized in that the susceptor has a recessed area has to receive the substrate.

Substrate fixing device according to claim 1, characterized in that the surface of the susceptor, on the the substrate is mounted, has a trough area and the liquid metal is contained in the trough area.

Substrate fixing device according to claim 1, characterized in that the liquid metal is a metal, at a temperature in the range of 300 to 1200 ° C in one liquid Condition exists.

Substrate fixing device according to claim 1, characterized in that the liquid metal consists of the group selected from Ga, In, Sn and Bi is.

Substrate fixing device according to claim 6, characterized in that the liquid metal is Ga.

Vapor deposition apparatus comprising: a Reaction chamber into which a reactive gas is introduced; a Substrate fixing device mounted in the reaction chamber is; and a heater located under the substrate fixture is appropriate to heat to deliver to the substrate fixture, the Substrate mounting device has a susceptor to a To carry substrate; and a liquid metal, which is formed on the top of the susceptor to form a gap between the substrate carried on the susceptor, and to fill the susceptor.

Apparatus according to claim 8, characterized in that in the reaction chamber, a flow channel is formed through which the reactive Gas is supplied in a horizontal direction to the supported on the susceptor substrate.

Device according to claim 8, characterized in that the reaction chamber designed so is that the reactive gas in the vertical direction to that on the Susceptor supported substrate is supplied.

Device according to claim 8, characterized in that the liquid metal in the form of a film on the upper surface of the susceptor is distributed.

Device according to claim 8, characterized in that the susceptor has a recessed area has to receive the substrate.

Device according to claim 8, characterized in that the top of the susceptor, on the substrate is attached, has a trough region and the liquid metal is contained in the trough area.

Device according to claim 8, characterized in that the liquid metal is a metal, the at a temperature in the range of 300 to 1200 ° C in a liquid state is present.

Device according to claim 8, wherein the liquid metal selected from the group consisting of Ga, In, Sn and Bi.

Device according to claim 15, wherein the liquid metal Ga is.