DE202013104896U1 - heating arrangement - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Aufwachsenlassen epitaktischer Schichten auf einem Wafer mit einer Kammer, einem in der Kammer montierten Waferträger zum Montieren von wenigstens einem Wafer auf ihm und einem in der Kammer montierten Heizelement zum Erhitzen des Wafers auf eine vorbestimmte Temperatur zum Aufwachsenlassen der epitaktischen Schicht auf ihm, wobei das Heizelement eine Vielzahl von Heizdrähten umfasst, wobei die Heizdrähte in derselben Ebene liegen und räumlich parallel zu und den Umfang betreffend auf den Waferträger ausgerichtet angeordnet sind.Apparatus for growing epitaxial layers on a wafer having a chamber, a wafer carrier mounted in the chamber for mounting at least one wafer thereon and a heating element mounted in the chamber for heating the wafer to a predetermined temperature for growing the epitaxial layer thereon the heating element comprises a plurality of heating wires, wherein the heating wires lie in the same plane and are arranged spatially parallel to and circumferentially aligned with the wafer carrier.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft Waferbearbeitungsvorrichtungen und Heizanordnungen zur Verwendung in derartigen Bearbeitungsvorrichtungen. Speziell betrifft die vorliegende Offenbarung Heizelemente und die mechanische Unterstützung der Heizfäden des Heizelements in einer Waferbearbeitungsvorrichtung, wobei das Heizelement in der Bearbeitungsvorrichtung zum Heizen von auf einem Waferträger montierten Wafern montiert ist.The present invention relates to wafer processing devices and heating assemblies for use in such processing devices. Specifically, the present disclosure relates to heating elements and the mechanical support of heating filaments of the heating element in a wafer processing apparatus, wherein the heating element is mounted in the processing apparatus for heating wafers mounted on a wafer carrier.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

Viele Halbleiterbauteile werden durch Epitaxie eines Halbleitermaterials auf einem Substrat durch ein als chemische Gasphasenabscheidung (CVD) bekanntes Verfahren hergestellt. Das Substrat ist gewöhnlich ein kristallines Material in der Form einer Scheibe, die gewöhnlich als „Wafer” bezeichnet wird. In diesem Verfahren werden die Wafer mit einem oder mehreren chemischen Vorläufern in Kontakt gebracht, während der Wafer auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird. Die Vorläufergase reagieren und/oder zersetzen sich an der Oberfläche des Substrats zur Erzeugung der gewünschten Abscheidung. Zu im CVD-Verfahren häufig benutzten Vorläufern zählen Metalle, Metallhydride, Halogenide und Halohydride und metallorganische Verbindungen. Gewöhnlich wird der Vorläufer mit einem Trägergas, z. B. Stickstoff, kombiniert, das an der Reaktion nicht merklich beteiligt ist. Das Trägergas und unerwünschte Nebenprodukte werden vom Gasstrom durch die Reaktionskammer entfernt.Many semiconductor devices are fabricated by epitaxy of a semiconductor material on a substrate by a method known as chemical vapor deposition (CVD). The substrate is usually a crystalline material in the form of a disk, commonly referred to as a "wafer". In this process, the wafers are contacted with one or more chemical precursors while maintaining the wafer at an elevated temperature. The precursor gases react and / or decompose at the surface of the substrate to produce the desired deposit. Common precursors used in the CVD process include metals, metal hydrides, halides and halohydrides, and organometallic compounds. Usually, the precursor is mixed with a carrier gas, e.g. Nitrogen, which is not appreciably involved in the reaction. The carrier gas and unwanted by-products are removed from the gas stream through the reaction chamber.

Zum Beispiel werden aus Verbindungshalbleitern wie III-V-Halbleitern hergestellte Bauteile gewöhnlich durch Aufwachsen aufeinanderfolgender Schichten des Verbindungshalbleiters mithilfe von metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung oder „MOCVD” hergestellt. Zu Beispielen für III-V-Halbleiter zählen Leuchtdioden (LED) und andere Hochleistungsbauteile wie Laserdioden, optische Detektoren und Feldeffekttransistoren. Derartige Bauteile können durch die Reaktion einer Organo-Gallium-Verbindung und Ammoniak auf einem Substrat mit einer geeigneten Kristallgitterbeabstandung hergestellt werden, wie z. B. einem Saphir- oder Siliziumwafer. Gewöhnlich wird der Wafer während der Abscheidung von Galliumnitrid und verwandten Verbindungen auf einer Temperatur in der Größenordnung von 500–1200°C gehalten. Während des Verfahrens ist es üblich, dass das Heizelement auf bis zu 1000–2200°C erhitzt wird, damit der Wafer seine Prozesstemperatur erreicht. Eine Anzahl weiterer Prozessparameter, wie z. B. Druck und Gasdurchfluss, werden ebenfalls geregelt, um das gewünschte Kristallwachstum zu erreichen. Nachdem alle der Halbleiterschichten hergestellt worden sind und gewöhnlich nach Anbringen zutreffender elektrischer Kontakte wird der Wafer in einzelne Bauteile zertrennt.For example, devices fabricated from compound semiconductors such as III-V semiconductors are commonly prepared by growing successive layers of the compound semiconductor using metalorganic chemical vapor deposition or "MOCVD." Examples of III-V semiconductors include light emitting diodes (LEDs) and other high power devices such as laser diodes, optical detectors, and field effect transistors. Such components can be prepared by the reaction of an organo-gallium compound and ammonia on a substrate having a suitable crystal lattice spacing, such as. As a sapphire or silicon wafer. Usually, the wafer is maintained at a temperature of the order of 500-1200 ° C during the deposition of gallium nitride and related compounds. During the process, it is common for the heating element to be heated up to 1000-2200 ° C for the wafer to reach its process temperature. A number of other process parameters, such. Pressure and gas flow, are also controlled to achieve the desired crystal growth. After all of the semiconductor layers have been fabricated, and usually after attaching proper electrical contacts, the wafer is split into discrete components.

Im Allgemeinen besteht ein MOCVD-Reaktor aus einer Reaktionskammer, die für den Transport und die Platzierung des Substrats in die Kammer ausgestattet ist, einem Substrathalter und einem Heizsystem mit Temperaturregelung.In general, a MOCVD reactor consists of a reaction chamber equipped for transporting and placing the substrate in the chamber, a substrate holder, and a temperature controlled heating system.

Zur Unterstützung der Einheitlichkeit der Epitaxie werden die Halbleiterwafer, auf denen Lagen dünner Schichten aufzuwachsen sind, auf schnell rotierende Karuselle, die als Waferträger bezeichnet werden, gelegt. Die Umdrehungsfrequenz liegt in der Größenordnung von 500 bis 1500 U/min. Diese schnelle Rotation sorgt für einen gleichmäßigeren Kontakt der Waferoberflächen mit der Atmosphäre innerhalb der Prozesskammer zur Abscheidung der Halbleitermaterialen. Die Waferträger sind im typischen Fall aus einem hochwärmeleitenden Material wie Graphit gearbeitet und oft mit einer Schutzschicht aus einem Material wie Siliziumcarbid überzogen. Jeder Waferträger hat in seiner Oberseite einen Satz kreisförmiger Ausnehmungen oder Taschen, in die einzelne Wafer gelegt werden.To support the uniformity of epitaxy, the semiconductor wafers on which layers of thin layers are to be grown are laid on rapidly rotating carusels called wafer carriers. The rotation frequency is on the order of 500 to 1500 rpm. This rapid rotation provides for more uniform contact of the wafer surfaces with the atmosphere within the process chamber for deposition of the semiconductor materials. The wafer carriers are typically made of a high thermal conductivity material such as graphite and often coated with a protective layer of a material such as silicon carbide. Each wafer carrier has in its top a set of circular recesses or pockets into which individual wafers are placed.

Der Waferträger ist in der Prozesskammer auf einer Spindel gelagert, so dass die Oberseite des Waferträgers, die die freiliegenden Oberflächen der Wafer hat, nach oben zu einer Gasverteilungsvorrichtung gekehrt ist. Während sich die Spindel dreht, wird Gas nach unten auf die Oberseite des Waferträgers gelenkt und strömt über die Oberseite zum Randbereich des Waferträgers hin. Das gebrauchte Gas verlässt die Reaktionskammer durch unter dem Waferträger angeordnete Öffnungen.The wafer carrier is mounted in the process chamber on a spindle so that the top of the wafer carrier, which has the exposed surfaces of the wafer, is swept up to a gas distribution device. As the spindle rotates, gas is directed down onto the top of the wafer carrier and flows over the top toward the edge of the wafer carrier. The used gas exits the reaction chamber through openings located below the wafer carrier.

Der Waferträger wird von Heizelementen, gewöhnlich unter der Unterseite des Waferträgers angeordnete elektrische Widerstandsheizelemente, auf der gewünschten erhöhten Temperatur gehalten. Diese Heizelemente werden auf einer Temperatur über der gewünschten Temperatur der Waferoberflächen gehalten, wobei die Gasverteilungsvorrichtung gewöhnlich auf einer Temperatur weit unter der gewünschten Reaktionstemperatur gehalten wird, um eine verfrühte Reaktion des Vorläufers zu vermeiden. Daher wird Wärme von den Heizelementen auf die Unterseite des Waferträgers übertragen und strömt nach oben durch den Waferträger zu den einzelnen Wafern. Nach oben durch das Trägermaterial übertragene Wärme wird auch von der Oberseite des Waferträgers abgestrahlt. Der Grad der Strahlungswärmeübertragung vom Waferträger ist eine Funktion des Emissionsgrads der verschiedenen Oberflächen des Trägers und der umgebenden Bauteile (z. B. der Schutzschicht, der Wafer und der abgeschiedenen dünnen Schichten).The wafer carrier is maintained at the desired elevated temperature by heating elements, typically located below the bottom of the wafer carrier, electrical resistance heating elements. These heating elements are maintained at a temperature above the desired temperature of the wafer surfaces, with the gas distribution device usually maintained at a temperature well below the desired reaction temperature to avoid premature reaction of the precursor. Therefore, heat is transferred from the heating elements to the bottom of the wafer carrier and flows up through the wafer carrier to the individual wafers. Heat transmitted upward through the substrate is also radiated from the top of the wafer carrier. The degree of radiant heat transfer from the wafer carrier is a function of the emissivity of the various surfaces of the carrier and the surrounding components (eg, the protective layer, the wafers, and the deposited thin layers).

Heizelemente sind allgemein aus Wolfram, Molybän, Niobium, Tantal, Rhenium und Legierungen davon hergestellt, um solch hohen Temperaturen (1000–2200°C) gegenüber beständig zu sein. Ein Problem bekannter Heizelemente ist die thermisch hervorgerufene Verformung des Heizelements. Dieses Problem wird mit der Vergrößerung des Heizelements zum Einbau in immer größere MOCVD verschärft. Außerdem sind zum Sicherstellen, dass die Heizelemente richtig positioniert werden, verschiedene Arten mechanischer Stützstrukturen bekannt. Im Allgemeinen werden Klemmen verwendet, die das Heizelement stützen, um es selbst während der Ausdehnung des Heizelements in einer vordefinierten Position zu halten. Während des Heizprozesses versucht das Heizelement, seine Dimensionen auszudehnen, und daher wird im Inneren des Materials des Heizelements eine thermisch hervorgerufene Beanspruchung erzeugt. Heaters are generally made of tungsten, molybdenum, niobium, tantalum, rhenium and alloys thereof to withstand such high temperatures (1000-2200 ° C). A problem of known heating elements is the thermally induced deformation of the heating element. This problem is exacerbated by the enlargement of the heating element for installation in ever larger MOCVD. In addition, to ensure that the heating elements are properly positioned, various types of mechanical support structures are known. In general, clamps are used which support the heating element to hold it in a predefined position even during the expansion of the heating element. During the heating process, the heating element tries to expand its dimensions, and therefore a thermally induced stress is generated inside the material of the heating element.

Ein MOCVD-System mit einer Heizanordnung größeren Durchmessers mit Heizelementen, die sich aufgrund von Temperaturanstiegen ausdehnen können, während sie die Beanspruchung des Heizelements reduzieren und eine gleichmäßige Erwärmung aufrechterhalten, würde begrüßt werden.An MOCVD system having a larger diameter heater assembly with heating elements that can expand due to temperature increases while reducing the stress on the heating element and maintaining uniform heating would be welcomed.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein Heizelement für eine ebenflächige Heizung eines MOCVD-Reaktors vor, das leicht und relativ kostengünstig herzustellen ist und die hervorgerufene Beanspruchung begrenzt, die in größeren Heizelementen eingeführt wird, während es eine gleichmäßige Erwärmung aufrechterhält.One aspect of the present disclosure provides a heating element for planar heating of a MOCVD reactor that is lightweight and relatively inexpensive to manufacture and limits the induced stress introduced in larger heating elements while maintaining uniform heating.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die Erfindung wird durch Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen umfassender verständlich, in denen:The invention will be more fully understood by considering the following detailed description of various embodiments of the invention in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 eine perspektivische Darstellung eines Waferträgers und einer Motoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 1 3 is a perspective view of a wafer carrier and a motor assembly according to an embodiment of the invention,

2 eine perspektivische Darstellung eines in der Vorrichtung von 1 verwendeten Waferträgers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 2 a perspective view of a in the device of 1 used wafer carrier according to an embodiment of the invention,

3 eine Draufsicht einer auf einem Hitzeschild montierten Heizanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 3 is a plan view of a heat shield mounted on a heater assembly according to an embodiment of the invention,

4a eine Draufsicht eines inneren Heizdrahts einer Heizanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 4a is a plan view of an inner heating wire of a heating arrangement according to an embodiment of the invention,

4b eine Seitenansicht eines inneren Heizdrahts einer Heizanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 4b 3 is a side view of an inner heating wire of a heating arrangement according to an embodiment of the invention,

5a eine Draufsicht eines mittleren Heizdrahts einer Heizanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 5a is a plan view of a central heating wire of a heating arrangement according to an embodiment of the invention,

5b eine Seitenansicht eines mittleren Heizdrahts einer Heizanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 5b 3 is a side view of a middle heating wire of a heating arrangement according to an embodiment of the invention,

6a eine Draufsicht eines äußeren Heizdrahts einer Heizanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 6a is a plan view of an outer heating wire of a heating arrangement according to an embodiment of the invention,

6b eine Seitenansicht eines äußeren Heizdrahts einer Heizanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 6b 3 is a side view of an outer heating wire of a heating arrangement according to an embodiment of the invention,

7 eine perspektivische Darstellung einer Heizanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 7 3 is a perspective view of a heating arrangement according to an embodiment of the invention,

8 eine Explosionsdarstellung der 7 ähnlichen Darstellung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, 8th an exploded view of 7 similar representation according to an embodiment of the invention,

9a9e verschiedene Ansichten einer Schaftheizung und/oder eines Schaftheizdrahts gemäß Ausführungsformen der Erfindung darstellen, 9a - 9e represent different views of a shaft heater and / or a Schaftheizdrahts according to embodiments of the invention,

10a10d Klemmen und Klemmorte gemäß Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen, 10a - 10d Illustrate clamps and clamp locations according to embodiments of the invention,

11a11d Haken und Einhängeorte gemäß Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen. 11a - 11d Illustrate hooks and cradles according to embodiments of the invention.

12 eine perspektivische Darstellung des Bodens der Heizanordnung ist, die Elektrodendichtungen und Verbinderplatten, die an der Heizungsgrundplatte montiert sind, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Detail zeigt. 12 Figure 3 is a perspective view of the bottom of the heating assembly showing in detail the electrode gaskets and connector plates mounted on the heater base according to an embodiment of the invention.

Die Erfindung ist zwar für verschiedene Modifikationen und alternative Formen offen, Einzelheiten davon werden aber in den Zeichnungen beispielhaft gezeigt und im Detail beschrieben. Es ist aber zu verstehen, dass nicht vorgesehen ist, die Erfindung auf die speziellen beschriebenen Ausführungsformen zu begrenzen. Ganz im Gegenteil wird beabsichtigt, dass alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen in den Sinn und Umfang der Erfindung fallen, wie sie von den Ansprüchen definiert werden.While the invention is susceptible of various modifications and alternative forms, details of which are shown by way of example in the drawings and described in detail. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the invention to the particular embodiments described. On the contrary, it is intended that all modifications, equivalents and alternatives fall within the spirit and scope of the invention as defined by the claims.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION

In 1 ist eine Waferträgeranordnung 10 und eine Motoranordnung 12 abgebildet, die als Teil einer Vorrichtung für chemische Gasphasenabscheidung eingesetzt würden. 2 zeigt die Waferträgeranordnung 10 einschließlich Heizelement 14 im Detail. Der Waferträger 16 ist auf einer Spindel 18 montiert. Der Waferträger 16 hat eine Struktur, die einen Körper aufweist, der allgemein die Form einer kreisförmigen Scheibe hat, die eine Mittelachse hat, die sich lotrecht zur Ober- und Unterseite erstreckt. Der Körper des Waferträgers 16 hat eine erste Hauptfläche, die hierin als die Oberseite 20 bezeichnet wird, und eine zweite Hauptfläche, die hierin als die Unterseite 22 bezeichnet wird. Die Oberseite 20 des Waferträgers 16 ist einem Gasverteilungselement zugekehrt, während die Unterseite 22 nach unten dem Heizelement 14 zu- und von dem Gasverteilungselement abgekehrt ist. Der Außenumfang des Heizelements 14 ist im Wesentlichen auf den Außenumfang des Waferträgers 16 ausgerichtet. Der Körper des Waferträgers 16 kann, nur beispielhaft, einen Durchmesser von etwa 695 mm mit einer Dicke von etwa 15,9 mm zwischen der Oberseite 20 und der Unterseite 22 haben. Das Heizelement 14 ist dimensioniert, um den Umfangsdimensionen des Waferträgers 16 im Wesentlichen zu entsprechen.In 1 is a wafer carrier assembly 10 and a motor assembly 12 depicted as part of a chemical vapor deposition apparatus. 2 shows the wafer carrier assembly 10 including heating element 14 in detail. The wafer carrier 16 is on a spindle 18 assembled. The wafer carrier 16 has a structure having a body generally in the form of a circular disk having a central axis extending perpendicular to the top and bottom. The body of the wafer carrier 16 has a first major surface referred to herein as the top 20 and a second major surface referred to herein as the underside 22 referred to as. The top 20 of the wafer carrier 16 is facing a gas distribution element, while the bottom 22 down the heating element 14 to and from the gas distribution element is turned away. The outer circumference of the heating element 14 is essentially on the outer circumference of the wafer carrier 16 aligned. The body of the wafer carrier 16 For example, it may have a diameter of about 695 mm with a thickness of about 15.9 mm between the top 20 and the bottom 22 to have. The heating element 14 is dimensioned to the circumferential dimensions of the wafer carrier 16 essentially to match.

Das Heizelement 14 ist im Wesentlichen parallel zu und in einem räumlichen Abstand von der Unterseite 22 des Waferträgers 16 angeordnet. Das Montieren des Heizelements 14 im Verhältnis zum Waferträger 16 ermöglicht eine uneingeschränkte Wärmeausdehnung der Strahlungsheizelemente. Das Heizelement 14 ist im Wesentlichen plattenartig oder hat im Wesentlichen flache Dimensionen, d. h. „ebenflächig”, was im Wesentlichen ebenflächig bedeutet, so dass das Heizelement 14 sich ohne Verlagerung nicht um mehr als 10% aus einer Ebene erstreckt. Das Heizelement 14 ist ferner so angeordnet, dass das Heizelement 14 an bzw. von einer Vielzahl von Schildträgern oder Klemmen 24 montiert ist und gestützt wird. Die Klemmen 24 sind an ihrem unteren Ende 26 mit Schrauben oder einer beliebigen Art von mechanischer Befestigungsvorrichtung oder über eine Anordnung des Zapfen-Loch-Typs an einem Hitzeschild 28 befestigt.The heating element 14 is substantially parallel to and at a distance from the bottom 22 of the wafer carrier 16 arranged. The mounting of the heating element 14 in relation to the wafer carrier 16 allows unrestricted thermal expansion of the radiant heating elements. The heating element 14 is substantially plate-like or has substantially flat dimensions, ie "planar", which means substantially planar, so that the heating element 14 does not extend more than 10% from a plane without displacement. The heating element 14 is further arranged so that the heating element 14 on or from a variety of shield carriers or terminals 24 is mounted and supported. The clamps 24 are at their lower end 26 with screws or any type of mechanical fastening device or via a pin-hole type arrangement on a heat shield 28 attached.

3 veranschaulicht das Heizelement 14, wie hierin offenbart. Das Heizelement 14 sorgt für umgewälzte und Konventionswärme für die Reaktorkammer. In einer Ausführungsform hat das Heizelement 14 einen Durchmesser von etwa 675 mm ± 5%. Das zusammengebaute Heizelement 14 kann allgemein ebenflächig und kreisförmig sein. Das Heizelement 14 umfasst eine Vielzahl von Heizdrähten in der Ebene. Ein kreisförmiges ebenflächiges Heizelement 14 ist für die vorgesehenen Verwendungen vorteilhaft, d. h. bei einem MOCVD, weil der Waferträger 16 eine rotierende kreisförmige Platte ist und die Heizdeckung optimiert ist, wenn das Heizelement 14 eine Form hat, die mit der des Waferträgers 16 übereinstimmt. Das Heizelement 14 kann entlang einer Achse x geteilt sein, so dass das Heizelement 14 aus einer ersten Hälfte 36 und einer zweiten Hälfte 38 zusammengesetzt ist. Jede Hälfte 36, 38 besteht aus einem mittleren Heizdraht 32 und einem äußeren Heizdraht 34. Die erste Hälfte 36 und die zweite Hälfte 38 teilen sich einen inneren Heizdraht 30, wobei der innere Heizdraht 30 symmetrisch zwischen den zwei Hälften 36, 38 angeordnet ist. Jeder der Heizdrähte 30, 32, 34 hat gekrümmte Strukturen, so dass jeder Heizdraht 30, 32, 34 einen Teil der kreisförmigen Geometrie des Heizelements 14 umfasst. 3 illustrates the heating element 14 as disclosed herein. The heating element 14 ensures circulated and convention heat for the reactor chamber. In one embodiment, the heating element 14 a diameter of about 675 mm ± 5%. The assembled heating element 14 may be generally planar and circular. The heating element 14 includes a variety of heating wires in the plane. A circular planar heating element 14 is advantageous for the intended uses, ie in a MOCVD, because the wafer carrier 16 is a rotating circular plate and the heating cover is optimized when the heating element 14 has a shape that matches that of the wafer carrier 16 matches. The heating element 14 can be divided along an axis x, so that the heating element 14 from a first half 36 and a second half 38 is composed. Every half 36 . 38 consists of a middle heating wire 32 and an outer heating wire 34 , The first half 36 and the second half 38 share an inner heating wire 30 , wherein the inner heating wire 30 symmetrical between the two halves 36 . 38 is arranged. Each of the heating wires 30 . 32 . 34 has curved structures, so every heating wire 30 . 32 . 34 a part of the circular geometry of the heating element 14 includes.

Die Heizdrähte 30, 32, 34 sind jeweils ebenflächig und haben eine Länge, die länger als ihre Breite ist. Die Heizdrähte 30, 32, 34 sind gekrümmt und liegen im Wesentlichen in einer Ebene. Die Struktur jedes Heizdrahts 30, 32, 34 ist so gestaltet, dass die Heizdrähte 30, 32, 34 der Struktur ihres benachbarten Heizdrahts 30, 32, 34 folgen, aber mit ihrem benachbarten Heizdraht 30, 32, 34 nicht in Kontakt kommen. Die Heizdrähte 30, 32, 34 sind im Wesentlichen auf der Ebene verschachtelt, um eine von den verschiedenen Heizdrähten 30, 32, 34 gebildete komplexe Struktur bereitzustellen. Die Form der Heizdrähte 30, 32, 34 erfordert, dass die Seite oder der Rand jedes Heizdrahts 30, 32, 34 nicht mit der Seite oder dem Rand eines anderen Heizdrahts 30, 32, 34 in Kontakt kommt und dass der Zwischenraum zwischen den Heizdrähten 30, 32, 34 jeweils im Wesentlichen einheitlich ist, außer an Punkten, an denen die Krümmung jedes Heizdrahts 30, 32, 34 weniger als 90 Grad beträgt.The heating wires 30 . 32 . 34 are each planar and have a length that is longer than their width. The heating wires 30 . 32 . 34 are curved and are essentially in one plane. The structure of each heating wire 30 . 32 . 34 is designed so that the heating wires 30 . 32 . 34 the structure of their adjacent heating wire 30 . 32 . 34 follow, but with their neighboring heating wire 30 . 32 . 34 do not come in contact. The heating wires 30 . 32 . 34 are essentially nested at the level to one of the different heating wires 30 . 32 . 34 To provide formed complex structure. The shape of the heating wires 30 . 32 . 34 requires that side or edge of each heating wire 30 . 32 . 34 not with the side or edge of another heating wire 30 . 32 . 34 comes into contact and that the space between the heating wires 30 . 32 . 34 each is substantially uniform, except at points where the curvature of each heating wire 30 . 32 . 34 less than 90 degrees.

Der innere Heizdraht 30, der mittlere Heizdraht 32 und der äußere Heizdraht 34 sind jeweils mit wenigstens zwei Verbinderenden 40, 42, 44, 46, 48, 50 versehen, die für die mechanische Unterstützung und zur Stromversorgung des Heizelements 14 konfiguriert sind und sich jeweils an einem der beiden Enden des Heizdrahts 30, 32, 34 befinden. Die Verbinderenden 40, 42, 44, 46, 48, 50 sind so mit den Verlängerungen (12a) der Verbinderplatte 74 verbunden, dass der innere Heizdraht 30, der mittlere Heizdraht 32 und der äußere Heizdraht 34 indirekt mit der Elektrodenverdrahtung zur Stromversorgung gekoppelt sind. Abgesehen von der einschränkenden Verbindung an den Verbinderenden 40, 42, 44, 46, 48, 50 mit den Verlängerungen der Verbinderplatten 74 sind die Heizdrähte 30, 32, 34 frei von jeder starren Anbringung an einer unbeweglichen Oberfläche, die ihre Wärmeausdehnung verhindern könnte.The inner heating wire 30 , the middle heating wire 32 and the outer heating wire 34 are each with at least two connector ends 40 . 42 . 44 . 46 . 48 . 50 provided for the mechanical support and power supply of the heating element 14 are configured and located respectively at one of the two ends of the heating wire 30 . 32 . 34 are located. The connector ends 40 . 42 . 44 . 46 . 48 . 50 are so with the extensions ( 12a ) of the connector plate 74 connected to that of the inner heating wire 30 , the middle heating wire 32 and the outer heating wire 34 indirectly coupled with the electrode wiring to the power supply. Apart from the restrictive connection to the connector ends 40 . 42 . 44 . 46 . 48 . 50 with the extensions of the connector plates 74 are the heating wires 30 . 32 . 34 free from any rigid attachment to an immovable surface that could prevent its thermal expansion.

Die Heizdrähte 30, 32, 34 müssen aus Materialien bestehen, die hohen Betriebstemperaturen standhalten können, wobei die Temperaturen gewöhnlich zwischen 1000°C und 2000°C betragen. In einer Ausführungsform kann den äußeren Heizdraht 34 aus Rhenium oder einer Legierung davon bestehen, während der mittlere Heizdraht 32 und der innere Heizdraht 30 aus Wolfram oder einer Legierung davon bestehen können. In einer anderen Ausführungsform können der äußere Heizdraht 34, der mittlere Heizdraht 32 und der innere Heizdraht 30 aus Wolfram oder einer Legierung davon bestehen. In einer weiteren Ausführungsform können der äußere Heizdraht 34, der mittlere Heizdraht 32 und der innere Heizdraht 30 aus Superlegierungsmaterialien, Feuerfestmaterialien, Graphit, Molybdän, Niobium, Tantal, Wolfram, Rhenium oder Kombinationen oder Legierungen davon bestehen. Die Superlegierungsmaterialien können aus der Gruppe bestehend aus Superlegierungszusammensetzungen auf Nickel- und Eisenbasis ausgewählt werden.The heating wires 30 . 32 . 34 must be made of materials capable of withstanding high operating temperatures, with temperatures usually between 1000 ° C and 2000 ° C. In One embodiment may be the outer heating wire 34 made of rhenium or an alloy thereof, while the middle heating wire 32 and the inner heating wire 30 may consist of tungsten or an alloy thereof. In another embodiment, the outer heating wire 34 , the middle heating wire 32 and the inner heating wire 30 made of tungsten or an alloy thereof. In a further embodiment, the outer heating wire 34 , the middle heating wire 32 and the inner heating wire 30 of superalloy materials, refractories, graphite, molybdenum, niobium, tantalum, tungsten, rhenium or combinations or alloys thereof. The superalloy materials may be selected from the group consisting of nickel and iron based superalloy compositions.

In Ausführungsformen können die Heizdrähte 30, 32, 34 wenigstens teilweise mit einer porösen Sinterbeschichtung bedeckt sein. In anderen Ausführungsformen können die Heizdrähte 30, 32, 34 auf ihrer Ober- und Unterseite wenigstens teilweise mit einer porösen Sinterbeschichtung bedeckt sein. In anderen Ausführungsformen können die Heizdrähte 30, 32, 34 an ihrer Ober- und Unterseite, ausgenommen die Verbinderenden 40, 42, 44, 46, 48, 50, mit einer porösen Sinterbeschichtung bedeckt sein. In einer weiteren Ausführungsform können die Heizdrähte 30, 32, 34 vollständig mit einer porösen Sinterbeschichtung bedeckt sein. Es versteht sich, dass die Herstellung von Heizdrähten 30, 32, 34 mit im Wesentlichen flachen Dimensionen auf dem Fachmann bekannte Weisen erfolgen kann. Zum Beispiel können die Heizdrähte 30, 32, 34 in einer Ausführungsform aus einer Platte oder einem plattenartigen Element ausgeschnitten werden.In embodiments, the heating wires 30 . 32 . 34 at least partially covered with a porous sintered coating. In other embodiments, the heating wires 30 . 32 . 34 be covered on its top and bottom at least partially with a porous sintered coating. In other embodiments, the heating wires 30 . 32 . 34 at its top and bottom except the connector ends 40 . 42 . 44 . 46 . 48 . 50 , covered with a porous sintered coating. In a further embodiment, the heating wires 30 . 32 . 34 completely covered with a porous sintered coating. It is understood that the production of heating wires 30 . 32 . 34 with substantially flat dimensions in ways known to those skilled in the art. For example, the heating wires 30 . 32 . 34 be cut in one embodiment of a plate or a plate-like element.

Der innere Heizdraht 30, wie in den 4a und 4b im Detail dargestellt, besteht aus einem einzelnen Materialstück, das entlang eines gewundenen Pfads innerhalb einer einzelnen flachen Ebene gekrümmt ist und wobei der Außenumfang eine im Wesentlichen kreisförmige Konfiguration hat. Der innere Heizdraht 30 ist so konfiguriert, dass es um Achse x symmetrisch ist. Der innere Heizdraht 30 hat ein erstes Verbinderende 40 und ein zweites Verbinderende 42, die zur Verbindung mit Elektroden bereitgestellt sind. Die Verbinderenden 40, 42 sind durch einen Abstand A voneinander getrennt, wobei der Abstand A in einer Ausführungsform 0,6 Zoll sein kann, aber nicht darauf begrenzt ist. Aufgrund der Form und Konfiguration des inneren Heizdrahts 30 wird die Wärmeausdehnung nicht eingeschränkt und die Trennung der Ränder des Heizdrahts 30 wird aufrechterhalten.The inner heating wire 30 as in the 4a and 4b shown in detail, consists of a single piece of material which is curved along a tortuous path within a single flat plane and the outer periphery has a substantially circular configuration. The inner heating wire 30 is configured to be symmetric about axis x. The inner heating wire 30 has a first connector end 40 and a second connector end 42 which are provided for connection to electrodes. The connector ends 40 . 42 are separated by a distance A, and in one embodiment the distance A may be 0.6 inches, but is not limited thereto. Due to the shape and configuration of the inner heating wire 30 the thermal expansion is not limited and the separation of the edges of the heating wire 30 is maintained.

Der mittlere Heizdraht 32, wie in den 5a und 5b im Detail gezeigt, besteht aus einem einzelnen Materialstück, das zu einer im Wesentlichen halbkreisförmigen spiralartigen Konfiguration in einer einzelnen flachen Ebene gekrümmt ist. Für jedes Heizelement 14 sind zwei mittlere Heizdrähte 32 bereitgestellt, so dass, wenn sie zusammengebaut sind, jeweils einen der mittleren Heizdrähte 32 auf einer der beiden Seiten der Achse x liegt, wodurch sie eine im Wesentlichen kreisförmige Konfiguration bilden, die zwei separate spiralartige Bereiche hat. Der mittlere Heizdraht 32 hat ein erstes Verbinderende 44 und ein zweites Verbinderende 46, die zum Verbinden mit Elektroden bereitgestellt sind. Die Verbinderenden 44, 46 sind durch einen Abstand B voneinander getrennt, wobei der Abstand B in einer Ausführungsform 0,5 Zoll bis 0,6 Zoll sein kann, aber nicht darauf beschränkt ist. Aufgrund der Form und Konfiguration des mittleren Heizdrahts 32 ist die Wärmeausdehnung nicht eingeschränkt und die Trennung der Ränder des mittleren Heizdrahts 32 wird aufrechterhalten. Der Durchmesser des Halbkreises entlang Achse x ist so ausgebildet, dass das Heizdrahtmaterial eine zur Achse y mittige halbkreisförmige Aufnahme 47 bildet, wobei der Durchmesser der Aufnahme 47 etwa ein Drittel des Gesamtdurchmessers des mittleren Heizdrahts 32 entlang Achse x ist. Die Aufnahme 47 ist so dimensioniert, dass der innere Heizdraht 30 in der Aufnahme 47 sitzt, so dass der Außenrand 31 des inneren Heizdrahts 30 neben dem Außenrand 48 der Aufnahme 47 des mittleren Heizdrahts 32, aber nicht in Kontakt mit ihm ist. Aufgrund der Form und Konfiguration des mittleren Heizdrahts 32 ist die Wärmeausdehnung nicht eingeschränkt und die Trennung der Ränder des mittleren Heizdrahts 32 wird aufrechterhalten.The middle heating wire 32 as in the 5a and 5b shown in detail, consists of a single piece of material that is curved into a substantially semi-circular spiral-like configuration in a single flat plane. For each heating element 14 are two middle heating wires 32 provided so that when assembled, each one of the central heating wires 32 on one of the two sides of the axis x, thereby forming a substantially circular configuration having two separate spiral-like regions. The middle heating wire 32 has a first connector end 44 and a second connector end 46 which are provided for connection to electrodes. The connector ends 44 . 46 are separated by a distance B, wherein the distance B in one embodiment may be 0.5 inches to 0.6 inches, but is not limited thereto. Due to the shape and configuration of the middle heating wire 32 the thermal expansion is not limited and the separation of the edges of the middle heating wire 32 is maintained. The diameter of the semicircle along axis x is formed so that the heating wire material has a semicircular receptacle centered on the axis y 47 forms, with the diameter of the recording 47 about one third of the total diameter of the middle heating wire 32 along axis x. The recording 47 is dimensioned so that the inner heating wire 30 in the recording 47 sits, leaving the outer edge 31 of the inner heating wire 30 next to the outer edge 48 the recording 47 of the middle heating wire 32 but not in contact with him. Due to the shape and configuration of the middle heating wire 32 the thermal expansion is not limited and the separation of the edges of the middle heating wire 32 is maintained.

Der äußere Heizdraht 34, wie in 6a und 6b im Detail gezeigt, besteht aus einem einzelnen Materialstück, das zu einer im Wesentlichen halbkreisförmigen Konfiguration in einer einzelnen flachen Ebene gekrümmt ist. Für jedes Heizelement 14 sind zwei äußere Heizdrähte 34 bereitgestellt, so dass, wenn sie zusammengebaut sind, jeweils einer der äußeren Heizdrähte 34 auf einer der beiden Seite der Achse x liegt, wodurch sie eine im Wesentlichen kreisförmige Konfiguration bilden. Der äußere Heizdraht 34 hat ein erstes Verbinderende 48 und ein zweites Verbinderende 50, die zum Verbinden mit Elektroden bereitgestellt sind. Die Verbinderenden 48, 50 sind durch einen Abstand C voneinander getrennt, wobei der Abstand C in einer Ausführungsform 24 Zoll bis 26 Zoll sein kann, aber nicht darauf beschränkt ist. Aufgrund der Form und Konfiguration des äußeren Heizdrahts 34 ist die Wärmeausdehnung nicht eingeschränkt. Der Durchmesser des Halbkreises entlang Achse x ist so ausgebildet, dass das Heizdrahtmaterial eine zur Achse y mittige halbkreisförmige Aufnahme 52 bildet, wobei der Durchmesser der Aufnahme 52 etwas kleiner als der Gesamtdurchmesser des äußeren Heizdrahts 34 entlang der Achse x ist. Die Aufnahme 52 ist so dimensioniert, dass der mittlere Heizdraht 32 in der Aufnahme 52 sitzt, so dass der Außenrand 45 des mittleren Heizdrahts 32 neben dem Außenrand 54 der Aufnahme 52 des äußeren Heizdrahts 34, aber nicht in Kontakt mit ihm ist. Aufgrund der Form und Konfiguration des äußeren Heizdrahts 34 ist die Wärmeausdehnung nicht eingeschränkt und die Trennung der Ränder des äußeren Heizdrahts 34 vom Rand 45 des mittleren Heizdrahts 32 wird aufrechterhalten.The outer heating wire 34 , as in 6a and 6b shown in detail, consists of a single piece of material that is curved into a substantially semicircular configuration in a single flat plane. For each heating element 14 are two outer heating wires 34 provided so that when assembled, each one of the outer heating wires 34 on either side of the axis x, thereby forming a substantially circular configuration. The outer heating wire 34 has a first connector end 48 and a second connector end 50 which are provided for connection to electrodes. The connector ends 48 . 50 are separated by a distance C, wherein the distance C in one embodiment may be 24 inches to 26 inches, but is not limited thereto. Due to the shape and configuration of the outer heating wire 34 the thermal expansion is not limited. The diameter of the semicircle along axis x is formed so that the heating wire material has a semicircular receptacle centered on the axis y 52 forms, with the diameter of the recording 52 slightly smaller than the overall diameter of the outer heater wire 34 along the axis x. The recording 52 is dimensioned so that the middle heating wire 32 in the admission 52 sits, leaving the outer edge 45 of the middle heating wire 32 next to the outer edge 54 the recording 52 of the outer heating wire 34 but not in contact with him. Due to the shape and configuration of the outer heating wire 34 the thermal expansion is not limited and the separation of the edges of the outer heating wire 34 from the edge 45 of the middle heating wire 32 is maintained.

Die Konfiguration und Befestigung der Heizdrähte 30, 32, 34 der Heizung neben dem Waferträger 16, wie hierin beschrieben, lässt die uneingeschränkte Wärmeausdehnung des Heizelements 14 zu und potentielles Verbiegen oder Verziehen von Heizdrähten 30, 32, 34 aufgrund einer größeren Wärmeausdehnung kann vermieden werden. Die hohe thermische Beanspruchung dieser Heizdrähte 30, 32, 34 lässt daher Probleme in Bezug auf die Wärmeausdehnung, die man unter diesen Bedingungen erwartet hätte, nicht entstehen.The configuration and fixing of the heating wires 30 . 32 . 34 the heater next to the wafer carrier 16 , as described herein, allows for the unrestricted thermal expansion of the heating element 14 to and potential bending or warping of heating wires 30 . 32 . 34 due to a larger thermal expansion can be avoided. The high thermal stress of these heating wires 30 . 32 . 34 therefore does not give rise to thermal expansion problems that would have been expected under these conditions.

In 7 wird ein Heizelement 14 gezeigt, das über Klemmen 24 auf wenigstens einem Hitzeschild 28 montiert ist. Die Hitzeschilde 28 sind auf einer Heizungsgrundplatte 29 angeordnet. Die Hitzeschilde 28 sind unter dem Heizelement 14 montiert, um die darin erzeugte Wärme aufzuhalten, so dass die Wärme in einer Aufwärtsrichtung hin zum Waferträger 16 bereitgestellt wird, um die Wafer auf dem Waferträger 16 zu heizen. In einer Ausführungsform kann das Heizelement 14 ein Vier-Zonen-Heizsystem beinhalten. In anderen Ausführungsformen kann das Heizelement 14 weniger oder mehr als ein Vier-Zonen-Heizsystem beinhalten. Aufgrund der Konfiguration und der in Zonen unterteilten Heizung können die Wafer mit einer gleichmäßigen Temperatur versorgt werden, um die Temperatur der Wafer gleichmäßig zu halten, die gewöhnlich auf etwa ±1°C genau geregelt werden muss. Die Klemmen 24 stellen mechanische Unterstützung für das Heizelement 14 bereit und sind zwischen dem Heizelement 14 und dem obersten Hitzeschild 28 angeordnet. Die Klemmen 24 können verschiedene Konfigurationen haben, z. B. wie in den 10a10d abgebildet, und können auf verschiedenerlei Weise angebracht oder montiert sein. Die Montage kann über Befestigungselemente erfolgen oder sie können in Öffnungen im Hitzeschild 28 montiert werden. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die gezeigten Klemmen 24 nicht allumfassend sind und dass andere Arten von Klemmen 24 bereitgestellt werden können, z. B. Blattfeder, Feder, Stift usw. In einer Ausführungsform können die Klemmen 24 aus Keramik bestehen. In einer weiteren Ausführungsform können die Klemmen aus nichtleitenden Materialien bestehen.In 7 becomes a heating element 14 shown that over terminals 24 on at least one heat shield 28 is mounted. The heat shields 28 are on a heating base plate 29 arranged. The heat shields 28 are under the heating element 14 mounted to stop the heat generated therein, so that the heat in an upward direction toward the wafer carrier 16 is provided to the wafers on the wafer carrier 16 to heat. In one embodiment, the heating element 14 include a four-zone heating system. In other embodiments, the heating element 14 contain less or more than a four-zone heating system. Due to the configuration and the zoned heating, the wafers can be maintained at a uniform temperature to keep the temperature of the wafers uniform, which usually needs to be controlled to about ± 1 ° C. The clamps 24 provide mechanical support for the heating element 14 ready and are between the heating element 14 and the top heat shield 28 arranged. The clamps 24 can have different configurations, e.g. B. as in the 10a - 10d and may be mounted or mounted in a variety of ways. The assembly can be done via fasteners or they can be in openings in the heat shield 28 to be assembled. It will be apparent to those skilled in the art that the terminals shown 24 are not all-inclusive and that other types of clamps 24 can be provided, for. B. leaf spring, spring, pin, etc. In one embodiment, the terminals 24 made of ceramic. In a further embodiment, the clamps may be made of non-conductive materials.

Die Klemme 24 ermöglicht die Verlagerung des Heizelements 14 während der Wärmeausdehnung des Heizelements 14. Wenn das Heizelement 14 erhitzt wird, was in der Größenördnung von 1000°C–2200°C sein kann, will eine thermisch hervorgerufene Verformung des Heizelements 14 stattfinden. Die Klemme 24 beschränkt die Bewegung des Heizdrahts 30, 32, 34 nur in der vertikalen Richtung, so dass die thermisch hervorgerufene Verformung zu einer Bewegung des Heizelements 14 in einer radialen Richtung des gekrümmten Heizelements 14 führt.the clamp 24 allows the displacement of the heating element 14 during the thermal expansion of the heating element 14 , When the heating element 14 is heated, which may be in the size range of 1000 ° C-2200 ° C, wants a thermally induced deformation of the heating element 14 occur. the clamp 24 limits the movement of the heating wire 30 . 32 . 34 only in the vertical direction, so that the thermally induced deformation leads to a movement of the heating element 14 in a radial direction of the curved heating element 14 leads.

In Ausführungsformen können Haken 70, in den 11a11d abgebildet, bereitgestellt sein. Die Haken 70 sind bereitgestellt, um die Heizdrähte 30, 32, 34 der Heizung zu stabilisieren, während sie es den Heizdrähten 30, 32, 34 der Heizung noch erlauben, sich während einer thermisch hervorgerufenen Verformung des Heizdrahts 30, 32, 34 der Heizung zu bewegen.In embodiments, hooks can 70 , in the 11a - 11d shown, be provided. The hooks 70 are provided to the heating wires 30 . 32 . 34 to stabilize the heater while giving it to the heating wires 30 . 32 . 34 the heater still allow itself during a thermally induced deformation of the heating wire 30 . 32 . 34 to move the heater.

In 8 ist eine Explosionsdarstellung einer Heizanordnung 10 abgebildet. Des Weiteren sind in einer Ausführungsform ein Heizungsschaft 60 und ein Schaftheizdraht 62, wie in den 9a9e im Detail gezeigt, bereitgestellt, die das Hindurchführen der Spindel 18 erlauben. In einer Ausführungsform kann der Schaftheizdraht 62 aus Rhenium bestehen. In einer weiteren Ausgestaltung kann der Schaftheizdraht aus Wolfram bestehen. Der Schaftheizdraht 62 ist über Verbinderplatten 64 mit dem Heizungsschaft 60 festverbunden. Der Heizungsschaft 60 ist über Beine 68, die Öffnungen zur Aufnahme der Befestigungselemente 69 haben, mit dem Schaftheizungshitzeschild 66 verbunden.In 8th is an exploded view of a heating arrangement 10 displayed. Furthermore, in one embodiment, a heater shaft 60 and a shaft heating wire 62 as in the 9a - 9e shown in detail, which provided the passage of the spindle 18 allow. In one embodiment, the shaft heating wire 62 consist of rhenium. In a further embodiment, the shaft heating wire may consist of tungsten. The shaft heating wire 62 is via connector plates 64 with the heater shaft 60 firmly connected. The heating shaft 60 is over legs 68 , the openings for receiving the fasteners 69 have, with the shaft heating heat shield 66 connected.

Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass vier separate Stromversorgungen jeweils an den inneren Heizdraht 30, die zwei mittleren Heizdrähte 32, die zwei äußeren Heizdrähte 34 und der Schaftheizdraht 62 angelegt werden können. In dieser Ausführungsform ist so ein Vier-Zonen-Heizsystem vorgesehen. In anderen Ausführungsformen können einzelne Stromversorgungen an alle Heizdrähte 30, 32, 34, 62 angelegt werden, um ein Ein-Zonen-Heizsystem bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen können verschiedene Kombinationen der Heizdrähte 30, 32, 34, 62 mit separaten Stromversorgungen verbunden werden, um Zwei-, Drei-, Fünf- oder Sechs-Zonen-Heizsysteme bereitzustellen. Jede Zone wird unabhängig von den anderen geregelt, was Ausgleich für den Wärmefluss ermöglicht, der vom Waferträger 14 zu den kälteren Reaktorwänden erfolgt, so dass die notwendige gleichmäßige Wafertemperatur aufrechterhalten wird.For the skilled person it is obvious that four separate power supplies each to the inner heating wire 30 , the two middle heating wires 32 , the two outer heating wires 34 and the shaft heating wire 62 can be created. In this embodiment, such a four-zone heating system is provided. In other embodiments, individual power supplies may be applied to all heater wires 30 . 32 . 34 . 62 be created to provide a one-zone heating system. In other embodiments, different combinations of the heating wires 30 . 32 . 34 . 62 be connected to separate power supplies to provide two, three, five or six zone heating systems. Each zone is controlled independently of the others, which compensates for heat flow from the wafer carrier 14 to the colder reactor walls, so that the necessary uniform wafer temperature is maintained.

12a12d sind isometrische Darstellungen des Bodens der Heizanordnung 10, die eine Vielzahl von an der Grundplatte 29 der Heizung montierten Elektrodendichtungen 72 im Detail zeigen. Die Elektrodendichtungen 72 stellen den Zugang für die Elektrodenverdrahtung (nicht gezeigt) zum Verbinden mit Verbindungsplatten 74 bereit, wobei die Verbindungsplatten mit den Verbinderenden 40, 42, 44, 46, 48, 50 verbunden sind. Es wird zwar eine spezifische Konfiguration abgebildet, dem Fachmann ist es aber klar, dass zur Erfüllung der erwünschten Funktionalität verschiedene Konfigurationen vorgesehen werden können. 12a - 12d are isometric views of the bottom of the heater assembly 10 holding a variety of at the base plate 29 the heater mounted electrode seals 72 show in detail. The electrode seals 72 provide access for the electrode wiring (not shown) for connection to connection plates 74 ready, with the connection plates with the connector ends 40 . 42 . 44 . 46 . 48 . 50 are connected. While a specific configuration is depicted, it will be apparent to those skilled in the art that various configurations may be provided to achieve the desired functionality.

Eine weitere Aufgabe ist es, einen MOCVD-Reaktor bereitzustellen, der eine Kammer, einen Waferträger 16, auf dem ein oder mehrere Wafer montiert sind, und die Heizanordnung 10 einschließlich des Heizelements 14, wie hierin beschrieben, umfasst.Another object is to provide a MOCVD reactor having a chamber, a wafer carrier 16 on which one or more wafers are mounted, and the heater assembly 10 including the heating element 14 as described herein.

Es ist beabsichtigt, dass die Ausführungsformen veranschaulichend und nicht beschränkend sind. In die Ansprüche fallen noch weitere Ausführungsformen. Außerdem wurden Aspekte der vorliegenden Erfindung zwar mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben, der Fachmann erkennt aber, dass an Form und Detail Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie von den Ansprüchen definiert, abzuweichen.It is intended that the embodiments be illustrative and not restrictive. In the claims fall even more embodiments. While aspects of the present invention have been described with reference to specific embodiments, those skilled in the art will recognize that changes may be made in form and detail without departing from the scope of the invention as defined by the claims.

Der Durchschnittsfachmann im relevanten Fach erkennt, dass die Erfindung weniger Merkmale aufweisen kann als in einer oben beschriebenen einzelnen Ausführungsform veranschaulicht werden. Es ist nicht vorgesehen, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen eine umfassende Präsentation der Art und Weise sind, auf die die verschiedenen Merkmale der Erfindung kombiniert werden können. Dementsprechend sind die Ausführungsformen gewöhnlich keine ausschließlichen Merkmalskombinationen, vielmehr kann die Erfindung eine Kombination verschiedener einzelner Merkmale aufweisen, die aus verschiedenen einzelnen Ausführungsformen ausgewählt sind, wie der Durchschnittsfachmann verstehen wird.One of ordinary skill in the art will recognize that the invention may have fewer features than illustrated in a particular embodiment described above. It is not intended that the embodiments described herein be a comprehensive presentation of the manner in which the various features of the invention may be combined. Accordingly, the embodiments are not usually exclusive feature combinations, but rather, the invention may include a combination of various individual features selected from various individual embodiments, as those of ordinary skill in the art will understand.

Claims (15)

Vorrichtung zum Aufwachsenlassen epitaktischer Schichten auf einem Wafer mit einer Kammer, einem in der Kammer montierten Waferträger zum Montieren von wenigstens einem Wafer auf ihm und einem in der Kammer montierten Heizelement zum Erhitzen des Wafers auf eine vorbestimmte Temperatur zum Aufwachsenlassen der epitaktischen Schicht auf ihm, wobei das Heizelement eine Vielzahl von Heizdrähten umfasst, wobei die Heizdrähte in derselben Ebene liegen und räumlich parallel zu und den Umfang betreffend auf den Waferträger ausgerichtet angeordnet sind.Apparatus for growing epitaxial layers on a wafer having a chamber, a wafer carrier mounted in the chamber for mounting at least one wafer thereon and a heating element mounted in the chamber for heating the wafer to a predetermined temperature for growing the epitaxial layer thereon the heating element comprises a plurality of heating wires, wherein the heating wires lie in the same plane and are arranged spatially parallel to and circumferentially aligned with the wafer carrier. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Heizelement kreisförmig ist.The device of claim 1, wherein the heating element is circular. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement eine Längsachse hat.Device according to one of the preceding claims, wherein the heating element has a longitudinal axis. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Heizdrähten einen inneren Heizdraht, einen ersten mittleren Heizdraht, einen zweiten mittleren Heizdraht, einen ersten äußeren Heizdraht und einen zweiten äußeren Heizdraht umfasst, wobei die Vielzahl von Heizdrähten kooperiert, so dass sie ohne Kontakt zwischen der Vielzahl von Heizdrähten in derselben Ebene liegen.The device of claim 1, wherein the plurality of heating wires comprises an inner heating wire, a first middle heating wire, a second middle heating wire, a first outer heating wire, and a second outer heating wire, wherein the plurality of heating wires cooperate to contact each other without contact the plurality of heating wires lie in the same plane. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der innere Heizdraht um die Längsachse symmetrisch ist, der erste mittlere Heizdraht auf einer Seite der Längsachse angeordnet ist und der zweite mittlere Heizdraht auf der anderen Seite der Längsachse angeordnet und auf den ersten mittleren Heizdraht ausgerichtet ist und der erste äußere Heizdraht auf einer Seite der Längsachse angeordnet ist und der zweite äußere Heizdraht auf der anderen Seite der Längsachse angeordnet und auf den ersten äußeren Heizdraht ausgerichtet ist.The device of claim 4, wherein the inner heating wire is symmetrical about the longitudinal axis, the first central heating wire is disposed on one side of the longitudinal axis and the second central heating wire is disposed on the other side of the longitudinal axis and aligned with the first central heating wire and the first outer Heating wire is disposed on one side of the longitudinal axis and the second outer heating wire disposed on the other side of the longitudinal axis and aligned with the first outer heating wire. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Heizdrähten eine gekrümmte Struktur haben, so dass jeder der Vielzahl von Heizdrähten einen Teil des kreisförmigen Heizelements umfasst.The device of any one of the preceding claims, wherein the plurality of heating wires have a curved structure such that each of the plurality of heating wires comprises a portion of the circular heating element. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement kreisförmig dimensioniert ist, um im Wesentlichen so groß wie die Umfangsdimension des Waferträgers oder kleiner zu sein.Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the heating element is circularly sized to be substantially as large as the peripheral dimension of the wafer carrier or smaller. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement umfangsmäßig auf einen Durchmesser von 675 mm ± 5% dimensioniert ist.Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the heating element is circumferentially dimensioned to a diameter of 675 mm ± 5%. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Vielzahl von Heizdrähten zwei Verbinderenden hat, wobei die Verbinderenden zum starren Verbinden mit Elektroden zur Stromversorgung der Vielzahl von Heizdrähten sind.The device of any one of the preceding claims, wherein each of the plurality of heating wires has two connector ends, the connector ends being for rigid connection to electrodes for powering the plurality of heating wires. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement einer Erhitzung auf Temperaturen von wenigstens 2000°C standhalten kann.Device according to one of the preceding claims, wherein the heating element can withstand heating to temperatures of at least 2000 ° C. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Vielzahl von Heizdrähten aus Wolfram oder einer Legierung davon besteht.A device according to any one of the preceding claims, wherein each of said plurality of heating wires is made of tungsten or an alloy thereof. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei der äußere Heizdraht aus Rhenium oder einer Legierung davon besteht und jeder der inneren und mittleren Heizdrähte aus Wolfram oder einer Legierung davon besteht.A device according to any one of claims 4 to 10, wherein the outer heating wire is made of rhenium or an alloy thereof and each of the inner heating wires and middle heating wires made of tungsten or an alloy thereof. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Vielzahl von Heizdrähten ganz oder teilweise von einer porösen Sinterbeschichtung bedeckt ist.Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein each of said plurality of heating wires is wholly or partially covered by a porous sintered coating. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement von Klemmen mechanisch gestützt wird, wobei die Klemmen an einem Hitzeschild montiert sind, so dass die Klemmen zwischen dem Heizelement und dem Hitzeschild angeordnet sind, wobei die Klemmen eine radiale thermische Verlagerung des Heizelements ermöglichen.Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the heating element is mechanically supported by clamps, the clamps being mounted to a heat shield so that the clamps are disposed between the heating element and the heat shield, the clamps permitting radial thermal displacement of the heating element. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement zum Bereitstellen von zwei bis sechs Heizzonen und vorzugsweise vier Heizzonen konfiguriert ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the heating element is configured to provide two to six heating zones and preferably four heating zones.
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