KR101133282B1 - 금속유기물 화학기상증착장치 - Google Patents

금속유기물 화학기상증착장치 Download PDF

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Abstract

질화갈륨계 화합물을 이용한 발광소자의 박막 형성 공정에 있어서 공정효율을 향상시킬 수 있고 고품질의 박막을 형성하는 금속유기물 화학기상증착장치가 필요하다. 이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 금속유기물 화학기상증착장치는, 질화갈륨계 박막을 형성하는 공정이 수행되는 복수개의 반응챔버와, 반응챔버에서 수행되는 공정에 필요한 가스를 공급하는 가스공급부를 포함하며, 가스공급부는 박막의 원료가 되는 Ⅲ족 가스의 액화원료가 저장되는 Ⅲ족 가스소스를 포함하고, Ⅲ족 가스소스는 반응챔버에 하나씩 연결된다.

Description

금속유기물 화학기상증착장치{APPARATUS FOR METAL ORGANIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION}
본 발명은 금속유기물 화학기상증착장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 질화갈륨계 화합물을 이용한 발광소자의 박막 형성 공정에 있어서 공정효율을 향상시킬 수 있고 고품질의 박막을 형성하는 금속유기물 화학기상증착장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)의 경우, 질화갈륨계 화합물을 이용한 발광소자가 많이 사용되고 있다.
질화갈륨계 화합물을 이용한 발광소자의 박막 구조는 사파이어와 같은 기판 상에 GaN 결정으로 이루어지는 버퍼층과, n형 GaN 결정으로 이루어지는 n형 도핑층과, InGaN으로 이루어지는 활성층과, p형 GaN으로 형성되는 p형 도핑층이 순차적으로 적층된 구조가 적용될 수 있다.
종래기술의 경우, 그러한 적층된 구조를 하나의 챔버에서 모두 수행되도록 하는 방식을 적용하고 있다. 그런데, 이와 같은 방식에 의하면 오히려 공정에 소요되는 시간이 증가한다는 문제가 있다.
왜냐하면, 공정단계마다 요구되는 온도가 상이하기 때문에 요구되는 온도로 승온 또는 감온하는 동안 공정을 중단하고 대기하여야 하는 경우가 있기 때문이다.
또한, 어느 하나의 공정이 완료된 후에는 챔버 내부를 세정해야 하는 경우가 있는데, 이러한 세정작업이 진행되는 동안 다시 공정을 중단하여야 하기 때문이다.
질화갈륨계 화합물을 이용한 발광소자의 박막 형성 공정에 있어서 공정효율을 향상시킬 수 있고 고품질의 박막을 형성하는 금속유기물 화학기상증착장치가 필요하다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 금속유기물 화학기상증착장치는, 질화갈륨계 박막을 형성하는 공정이 수행되는 복수개의 반응챔버; 및 상기 반응챔버에서 수행되는 공정에 필요한 가스를 공급하는 가스공급부;를 포함하며, 상기 가스공급부는 상기 박막의 원료가 되는 Ⅲ족 가스의 액화원료가 저장되는 Ⅲ족 가스소스를 포함하고, 상기 Ⅲ족 가스소스는 상기 반응챔버에 하나씩 연결된다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 금속유기물 화학기상증착장치는, 질화갈륨계 박막을 형성하는 공정이 수행되는 복수개의 반응챔버; 및 상기 반응챔버에서 수행되는 공정에 필요한 가스를 공급하는 가스공급부;를 포함하며, 상기 가스공급부는 상기 박막의 원료가 되는 Ⅲ족 가스의 액화원료가 저장되는 Ⅲ족 가스소스를 포함하고, 상기 Ⅲ족 가스소스는 상기 복수의 반응챔버에 대하여 공통으로 사용되도록 하나로 마련된다.
또한, 상기 Ⅲ족 가스는 트리메틸갈륨(Trimethylgallium)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스공급부는 수소 가스소스, 질소 가스소스를 포함하고, 상기 수소 가스소스, 질소 가스소스는 상기 복수의 반응챔버에 대하여 공통으로 사용되도록 각각 하나로 마련될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 반응챔버와 결합된 버퍼챔버; 및 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 기판을 반출 또는 반입하는 이송장치;를 더 포함할 수 있고, 상기 버퍼챔버는 상기 반응챔버에서 반출되는 기판에 대한 급격한 온도변화를 완충하도록 소정 온도로 가열시키는 히터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이송장치는 상기 기판이 적재되는 파레트; 상기 버퍼챔버 내측에 마련되며 상기 파레트를 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시킬 수 있도록 상기 파레트를 슬라이딩시키는 롤러부; 및 상기 버퍼챔버 외측에 설치되며 상기 버퍼챔버에 마련된 개구부로 진입하여 상기 서셉터를 다른 파레트로 이송하는 로봇암;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이송장치는 상기 기판이 적재되는 파레트; 상기 파레트를 상기 버퍼챔버와 상기 반응챔버 상호간에 반출입시키는 액추에이터; 및 상기 버퍼챔버 외측에 설치되며 상기 버퍼챔버에 마련된 개구부로 진입하여 상기 서셉터를 다른 파레트로 이송하는 로봇암;을 포함할 수 있다.
박막이 형성되는 각각의 반응챔버마다 별도의 Ⅲ족 가스소스를 추가연결하는 구성의 경우, 반응챔버가 추가된 모델의 경우에도 전체적인 구성의 큰 변경 없이도 용이하게 가스공급부를 구성하는 것이 가능한 효과가 있다.
Ⅲ족 가스소스가 공통으로 도입되는 복수의 반응챔버에 대하여 Ⅲ족 가스소스를 공통으로 사용되도록 하나로 마련된 구성의 경우, 전체적인 배관구조가 단순화됨에 따라 제작의 편의성, 부품의 절감, 유지관리성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 반응챔버를 복수개로 마련함에 따라 공정효율이 증대된다. 즉, 예를 들어, 질화갈륨계 화합물 반도체를 제작할 경우, 각각의 공정마다 요구되는 온도가 다른 경우가 있고 그러한 요구온도로 기설정된 별도의 반응챔버로 기판을 이송하여 바로 다음 공정이 수행될 수 있기 때문에 공정시간이 단축될 수 있다.
또한, 버퍼챔버는 급격한 온도변화에 의한 박막품질 저하를 방지하도록 마련된다. 즉, 어느 하나의 반응챔버에서 공정이 완료된 기판이 반출될 때 반응챔버 내부의 온도와 외부의 온도 차이가 크면 박막에 악영향을 미치기 때문에 버퍼챔버는 완충공간으로 작용할 수 있다. 또한, 버퍼챔버 내부를 미리 설정된 온도로 가열한 상태에서 기판이 반입될 수 있으므로 다음 단계의 반응챔버로 기판이 반입되어 기판을 가열하는 시간이 절약되어 결과적으로 공정효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 어느 하나의 공정이 완료된 후에는 챔버 내부를 세정해야 하는 경우가 있으며, 챔버 내부를 세정하는 동안에도 바로 다음 공정이 수행될 수 있는 다른 반응챔버로 기판을 이송하여 중단 없이 다음 공정이 수행되므로 공정시간이 단축될 수 있다.
또한, 다음 공정이 진행되는 반응챔버로 기판이 이송되면 새로운 기판을 기 존의 반응챔버로 반입하여 공정을 병행할 수 있으므로 단위시간당 생산물량이 증가될 수 있다.
본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 1은 본 실시예에 따른 금속유기물 화학기상증착장치의 개략적인 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 금속유기물 화학기상증착장치는 반응챔버(100), 버퍼챔버(200), 이송장치, 가스공급부(400), 전원부(500), 제어부(600)를 포함한다.
이송장치는 제1로봇암(706), 제1로봇암 이송레일(705), 제2로봇암(708), 제2로봇암 이송레일(707), 제1파레트(702a), 제2파레트(702b), 제3파레트(702c), 제4 파레트(702d), 제5파레트(702e) 및 롤러부(701)를 포함한다.
상기 이송장치는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않고 복수의 반응챔버와 버퍼챔버 내측으로 기판을 반출입시킬 수 있도록 다양한 변형이 가능하다.
제2로봇암(708)은 기판 공급부(801)에서 미처리 기판을 공급받아서 기판을 픽업한 이후에 서셉터에 기판을 적재할 수 있다.
제2로봇암 이송레일(707)은 제2로봇암(708)이 측방향으로 수평 슬라이딩할 수 있도록 한다. 이에 따라 제2로봇암(708)은 반출되는 서셉터측으로 수평이동할 수 있고, 여기에서 처리완료된 기판을 픽업하여 기판 반출부(804)에 기판을 이송할 수 있다.
제1로봇암(706)은 서셉터 공급부(802)에서 서셉터를 픽업할 수 있고, 서셉터에 기판이 적재되면 버퍼챔버(200) 내측으로 진입하여 파레트에 서셉터를 내려놓게 된다.
파레트는 기판 또는 서셉터를 적재할 수 있는 판부재와 같은 것으로서 각각의 반응챔버 또는 버퍼챔버 내부로 반출입될 수 있다.
처리완료된 서셉터가 반응챔버에서 버퍼챔버로 반출되면, 제1로봇암(706)은 제5파레트(702e)에 적재된 서셉터를 픽업하여 외측으로 반출하고, 서셉터 반출부(803)로 서셉터를 이송할 수 있다.
롤러부(701)는 버퍼챔버 내측에 마련되며 제1파레트(702a)를 제1반응챔버측으로 슬라이딩할 수 있도록 제자리에서 축방향으로 회전가능하다. 롤러부는 하나 또는 복수개의 회전가능한 롤러를 포함할 수 있다. 롤러와 파레트는 서로 기어에 의한 치차결합이 되어 동력을 전달할 수도 있다.
이러한 단순한 구성에 의하여 고온으로 유지되는 버퍼챔버 내측에 설치되더라도 작동오류가 없이 신뢰성 있는 동작이 가능하다.
다른 실시예로서, 기판을 서셉터에 적재하지 않고 기판을 직접 파레트에 적재하여 다음 공정으로 이송하는 실시예도 가능하다.
기판은 하나의 웨이퍼일 수 있고, 또는 적어도 하나 이상의 웨이퍼가 안착되며 서셉터에서 분리 가능한 위성 서셉터(satellite susceptor)일 수도 있다.
반응챔버(100)는 다시 제1반응챔버(110), 제2반응챔버(120), 제3반응챔버(130), 제4반응챔버(140), 제5반응챔버(150)를 포함한다.
이렇게 반응챔버를 복수개로 마련하는 이유는 여러 단계의 복잡한 공정이 요구되는 제품을 제작하는 경우에 공정효율을 증대하기 위함이다. 즉, 예를 들어, 질화갈륨계 화합물 반도체를 제작할 경우, 각각의 공정마다 요구되는 온도가 다른 경우가 있고 그러한 요구온도로 기설정된 별도의 반응챔버로 기판을 이송하여 바로 다음 공정이 수행될 수 있기 때문에 공정시간이 단축될 수 있다.
또한, 어느 하나의 공정이 완료된 후에는 챔버 내부를 세정해야 하는 경우가 있으며, 챔버 내부를 세정하는 동안에도 바로 다음 공정이 수행될 수 있는 다른 반응챔버로 기판을 이송하여 중단 없이 다음 공정이 수행되므로 공정시간이 단축될 수 있다.
또한, 다음 공정이 진행되는 반응챔버로 기판이 이송되면 새로운 기판을 기존의 반응챔버로 반입하여 공정을 병행할 수 있으므로 단위시간당 생산물량이 증가 될 수 있다.
이하에서는 질화갈륨계 화합물 반도체를 제작하는 경우를 바탕으로 실시예를 설명한다.
제1반응챔버(110)에서는, 기판을 사전 열처리하는 공정이 진행될 수 있다. 가스공급부(400)에 의하여 내측이 수소 분위기가 되도록 할 수 있다. 또는 수소 및 질소의 혼합가스 분위기에서 진행될 수도 있다. 또한, 제1히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 가열하여 열처리할 수 있다. 이때의 온도는 예를 들어, 1000~1200도로 설정할 수 있다. 이러한 열처리 공정에 의하여 기판상의 산화막과 같은 이물질층을 제거할 수 있다.
또한, 제1반응챔버(110)에서는, GaN 버퍼층을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다. 가스공급부(400)에 의하여 내측이 수소 가스 분위기가 되도록 할 수 있다. 또한, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium)과 암모니아 가스가 투입되도록 할 수 있다. 또한, 제2히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를, 예를 들어 450도 ~ 600도로 가열할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 열처리된 기판 상면에 GaN 버퍼층을 성장시킬 수 있다.
또한, 제1반응챔버(110)에서는 GaN 버퍼층을 성장시킨 다음에 다시 undoped-GaN층을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다. GaN 버퍼층 성장이 완료되면 다음으로 반응챔버 내부를 가열시켜 기판의 온도가 섭씨 1000도 ~ 1100도, 보다 구체적으로는 섭씨 1030도 ~ 1080도가 되도록 한다. 이에 따라 버퍼층 상에는 undoped-GaN층이 성장할 수 있다. 이와 같이 사파이어와 같은 기판 상에 버퍼층과 undoped-GaN 층을 성장시키는 공정은 사파이어 기판 상에서의 GaN 박막의 전기적, 결정학적 성장 효율을 향상시키는 기능을 한다.
제2반응챔버(120)에서는 undoped-GaN층 상면에 n-type GaN층(Si 또는 Ge 도핑)을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다.
가스공급부(400)에 의하여 내측이 수소 가스 분위기가 되도록 할 수 있으며, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium)과 암모니아 가스를 투입하고, 여기에 더하여 SiH4 또는 GeH4를 추가로 투입하여 Si 또는 Ge을 도핑할 수 있다. 또한, 히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 약 1000~1200도로 가열할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 GaN층 상면에 n-type GaN층(Si 또는 Ge 도핑)을 성장시킬 수 있다.
다른 실시예로서, undoped-GaN층을 제1반응챔버(110)에서 성장시키는 것이 아니라 제2반응챔버(120)에서 n-type GaN층과 함께 성장시키는 실시예도 가능하다. 이러한 경우, 가스공급부(400)에 의하여 내측이 수소 가스 분위기가 되도록 할 수 있으며, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium)과 암모니아 가스가 투입되도록 할 수 있다. 또한, 히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를, 예를 들어 1200도로 가열할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 undoped-GaN층 상면에 n-type GaN층을 성장시킬 수 있다.
제3반응챔버(130)에서는, 활성층을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다. 가스공급부(400)에 의하여 내측이 질소(N2) 가스 분위기가 되도록 할 수 있으며, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium), 트리메틸인듐(TMI:trimethyl- indium) 및 암모니아 가스를 투입할 수 있다. 또한, 히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉 터(S)를 약 700도 내지 900도로 가변조절할 수 있다. 활성층은 단일 양자 우물(single quantum well: SQW)구조 또는 복수개의 양자 우물층을 갖는 다중양자우물(muti quantum well: MQW)구조일 수 있다.
만일, 다중 양자우물구조를 형성하는 경우 인듐(In)과 갈륨(Ga)의 함량이 서로 다른 장벽층(barrier layer)과 양자 우물층(quantum well layer)을 교번하여 형성할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 n-type GaN층(Si 또는 Ge 도핑) 상면에 활성층을 성장시킬 수 있다.
제4반응챔버(140)에서는, n-type GaN층 상면에 AlGaN층을 성장시키는 공정이 수행될 수 있다. 가스공급부는 AlGaN층을 형성하는데 필요한 수소, Ⅲ족 가스(TMA:trimethylaluminium), Ⅴ족 가스를 공급하도록 마련될 수 있다.
제5반응챔버(150)에서는, p-type GaN층(Mg 도핑)을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다. 가스공급부(400)에 의하여 수소 가스 분위기가 되도록 할 수 있으며, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium), Cp2Mg(bis-cyclopentadienyl magnesium), 암모니아 가스를 투입할 수 있다. 또한, 히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 약 900~1200도로 가변조절할 수 있다.
버퍼챔버(200)에서는 어닐링(annealing) 공정이 진행될 수 있다. 예를 들어 섭씨 600~900도를 유지하여 이전 공정에서 성장시킨 박막을 어닐링할 수 있다.
다른 실시예로서, 어닐링(annealing) 공정이 아니라 저에너지 전자빔을 조사(low energy electron beam irradiation treatment)하도록 마련될 수도 있다.
버퍼챔버(200)는 급격한 온도변화에 의한 박막품질 저하를 방지하도록 마련 된다. 즉, 어느 하나의 반응챔버에서 공정이 완료된 기판이 반출될 때 반응챔버 내부의 온도와 외부의 온도 차이가 크면 박막에 악영향을 미치기 때문에 버퍼챔버는 완충공간으로 작용할 수 있다. 따라서, 어느 하나의 반응챔버에서 기판을 외부로 직접 반출하는 것이 아니라 버퍼챔버를 거쳐서 다른 반응챔버로 반입하도록 할 수 있다.
버퍼챔버(200) 내부는 수소(H2)공급장치(410)와 질소(N2)공급장치(420)에 의하여 수소 분위기 또는 질소 분위기로 설정될 수 있다.
가스공급부(400)는 수소(H2)공급장치(410), 질소(N2)공급장치(420), 암모니아(NH3)공급장치(430), SiH4공급장치(440), 트리메틸갈륨(TMG)공급장치(450), 트리메틸인듐(TMI)공급장치(460), Cp2Mg공급장치(470) 등을 포함할 수 있다.
다른 실시예로서, SiH4공급장치(440)가 아니라 SiH4 이외에 다른 n-도핑가스(예를 들어, Ge, Sn 등)를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 가능하다.
다른 실시예로서, 트리메틸갈륨(TMG)공급장치가 아니라 트리메틸갈륨(TMG) 이외에 다른 Ⅲ족 가스를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 가능하다.
다른 실시예로서, 트리메틸인듐(TMI)공급장치가 아니라 트리메틸인듐(TMI) 이외에 다른 Ⅲ족 가스를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 가능하다.
다른 실시예로서, AlGaN층을 형성하는 공정이 포함되는 경우에는 Ⅲ족 가스로서 트리메틸알루미늄(TMA:trimethylaluminium)가스공급부가 마련될 수도 있다.
다른 실시예로서, p-도핑가스로서 Mg가 아니라 이외에 다른 p-도핑가스(예를 들어, Zn, Ca, Be 등)를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 경우에 따라 가능하다.
전원부(500)는 반응챔버(100) 또는 버퍼챔버(200) 등에 전력을 공급할 수 있다. 전원부(500)는 각각의 반응챔버에 대응하여 제1전원부(510), 제2전원부(520), 제3전원부(530), 제4전원부(540), 제5전원부(550)를 포함한다.
제어부(600)는 반응챔버(100), 버퍼챔버(200), 이송장치, 가스공급부(400), 전원부(500) 등을 제어할 수 있다.
도 2는 가스공급부의 제1실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 제1반응챔버(110)에서 사전 열처리 공정(cleaning), GaN 버퍼층을 성장시키는 공정, undoped-GaN층을 성장시키는 공정이 진행되고, 제2반응챔버(120)에서는 n-type GaN층을 성장시키는 공정이 진행되고, 제3반응챔버(130)에서는 활성층을 성장시키는 공정이 진행되고, 제4반응챔버(140)에서는 AlGaN층을 성장시키는 공정이 진행되고, 제5반응챔버(150)에서는 p-type GaN층을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다.
이러한 경우에, 모든 반응챔버에 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium)이 도입될 필요가 있고, 트리메틸갈륨 가스를 공급하는 트리메틸갈륨이 액화된 가스소스인 트리메틸갈륨 가스소스(451a, 452a, 453a, 454a, 455a)가 각각의 반응챔버에 대응하여 5개로 별도로 마련될 수 있다.
이에 따라 반응챔버의 개수가 늘어나면 트리메틸갈륨 가스소스를 증가된 반응챔버의 개수만큼 용이하게 추가할 수 있게 되므로 제작 및 설계가 용이하게 된다.
트리메틸인듐(TMI:trimethyl- indium) 가스소스(460a)는 활성층을 성장시키 는 제3반응챔버(130)에 가스를 공급하도록 마련될 수 있다.
AlGaN층을 성장시키는 제4반응챔버(140)에는 트리메틸알루미늄(TMA:trimethylaluminium) 가스소스(480a)가 연결될 수 있다.
p-type GaN층(Mg 도핑)을 성장시키는 제5반응챔버(150)에는 Cp2Mg 가스소스(470a)가 연결될 수 있다.
한편, 수소(H2)공급장치(410), 질소(N2)공급장치(420), 암모니아(NH3)공급장치(430), SiH4공급장치(440)는 별도의 통합 유틸리티(401)로 마련될 수 있다.
특히 수소(H2), 질소(N2)는 각각의 반응챔버의 전체적인 가스 분위기를 형성하는 공통적 성분이므로 통합 유틸리티로 마련되는 것이 유리하다. 따라서, 수소(H2)공급장치(410)와 질소(N2)공급장치(420)만을 통합 유틸리티(401)로 묶는 구성도 당연히 가능하다.
도 3은 가스공급부의 제2실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 가스공급부의 제3실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 가스공급부의 제4실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 제1반응챔버(110)에서 사전 열처리 공정(cleaning)이 진행되고, 제2반응챔버(120)에서는 GaN 버퍼층을 성장시키는 공정, undoped-GaN층을 성장시키는 공정이 진행되고, 제3반응챔버(130)에서는 n-type GaN층을 성장시키는 공정이 진행되고, 제4반응챔버(140)에서는 활성층을 성장시키는 공정이 진행되고, 제5반응챔버(150)에서는 p-type GaN층을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다.
이러한 공정순서에 의하는 경우에는 제1반응챔버에는 트리메틸갈륨 가스소스가 생략될 수 있다.
이러한 구성의 경우에는, 반응챔버의 개수가 증가된 모델의 경우에도 전체적인 가스공급부의 레이아웃을 크게 변경함이 없이 이에 대응하여 용이하게 추가적인 트리메틸갈륨 가스소스를 증설하면 되는 유리한 효과가 있다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 각각의 반응챔버에서 진행되는 공정의 순서는 도 3의 제2실시예와 동일하다.
다만, 제2반응챔버와 제3반응챔버에 공급되는 트리메틸갈륨 가스가 공통의 트리메틸갈륨 가스소스(451c)로 마련되고, 제4반응챔버와 제5반응챔버에 공급되는 트리메틸갈륨 가스가 공통의 트리메틸갈륨 가스소스(452c)로 마련되는 구성인 점에서 차이가 있다.
도 5에서 도시한 바와 같이, 각각의 반응챔버에서 진행되는 공정의 순서는 도 3의 제2실시예와 동일하다.
다만, 제2반응챔버 내지 제5반응챔버에 공급되는 트리메틸갈륨 가스가 공통의 트리메틸갈륨 가스소스(450d)로 마련되는 구성인 점에서 차이가 있다.
이렇게 동일한 가스소스가 공급되는 경우에는 공통의 가스소스로 마련하는 경우에 구성이 보다 간소화되는 효과가 있다. 즉, Ⅲ족 가스소스가 공통으로 도입되는 복수의 반응챔버에 대하여 Ⅲ족 가스소스를 공통으로 사용되도록 하나로 마련되면, 전체적인 배관구조가 단순화됨에 따라 제작의 편의성, 부품의 절감, 유지관리성이 향상되는 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 금속유기물 화학기상증착장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 가스공급부의 제1실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 가스공급부의 제2실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 가스공급부의 제3실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 가스공급부의 제4실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.

Claims (7)

  1. 3족 금속 가스와 5족 가스를 분사하여 금속 유기물 박막을 화학기상증착하는 복수개의 반응챔버;
    소정의 온도로 제어되도록 히터를 포함하고, 소정의 가스 분위기로 제어되며, 상기 복수개의 반응챔버와 연결된 버퍼챔버;
    상기 버퍼챔버 내부로 진입하여 상기 복수개의 반응챔버 중의 어느 하나에서 기판이 적재된 서셉터를 상기 버퍼챔버 내부로 반출한 다음, 상기 복수개의 반응챔버 중의 다른 하나로 상기 서셉터를 반입하고 상기 버퍼챔버 외부로 반출되도록 마련된 이송장치; 및
    상기 복수개의 반응챔버 및 상기 버퍼챔버 내부를 각각 소정의 가스분위기로 제어할 수 있도록 상기 복수개의 반응챔버 및 상기 버퍼챔버 내부로 각각 가스를 공급하며, 3족 금속 가스의 액화원료가 저장되는 3족 가스소스를 포함하고, 상기 3족 가스소스는 상기 복수개의 반응챔버에 대하여 공통으로 사용되도록 하나로 마련되는 가스공급부;를 포함하는 금속유기물 화학기상증착장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3족 금속 가스는 트리메틸갈륨(Trimethylgallium)을 포함하는 금속유기물 화학기상증착장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급부는 수소 가스소스, 질소 가스소스를 포함하고, 상기 수소 가스소스, 질소 가스소스는 상기 복수의 반응챔버에 대하여 공통으로 사용되도록 각각 하나로 마련된 금속유기물 화학기상증착장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼챔버 내측에 마련되며 상기 서셉터가 적재되는 파레트를 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시킬 수 있도록 상기 파레트를 슬라이딩시키는 롤러부를 더 포함하고,
    상기 이송장치는
    상기 버퍼챔버 외측에 설치되며 상기 버퍼챔버에 마련된 개구부로 진입하여 상기 서셉터를 다른 파레트로 이송하는 로봇암을 포함하는 금속유기물 화학기상증착장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이송장치는
    상기 서셉터가 적재되는 파레트를 상기 버퍼챔버와 상기 반응챔버 상호간에 반출입시키는 액추에이터; 및
    상기 버퍼챔버 외측에 설치되며 상기 버퍼챔버에 마련된 개구부로 진입하여 상기 서셉터를 다른 파레트로 이송하는 로봇암;을 포함하는 금속유기물 화학기상증착장치.
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