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:
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
Das Heizelement
Die Heizdrähte
Der innere Heizdraht
Die Heizdrähte
In Ausführungsformen können die Heizdrähte
Der innere Heizdraht
Der mittlere Heizdraht
Der äußere Heizdraht
Die Konfiguration und Befestigung der Heizdrähte
In
Die Klemme
In Ausführungsformen können Haken
In
Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass vier separate Stromversorgungen jeweils an den inneren Heizdraht
Eine weitere Aufgabe ist es, einen MOCVD-Reaktor bereitzustellen, der eine Kammer, einen Waferträger
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)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD921431S1 (en) | 2019-04-01 | 2021-06-08 | Veeco Instruments, Inc. | Multi-filament heater assembly |
CN110241403A (en) * | 2019-07-23 | 2019-09-17 | 芜湖通潮精密机械股份有限公司 | A kind of heater and preparation method thereof reducing the temperature difference and application |
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