KR102209707B1 - Liquid phase epitaxial equipment - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 수직 원통으로 이루어진 반응관; 반응관의 내부에 위치되는 회전 기둥; 반응관의 내부에서 회전 기둥을 둘러싸며 반응관에 탈부착되는 멜트(melt) 수거함; 멜트 수거함 상에 위치되어 하부측에서 회전 기둥에 결합되고 상부측에서 캠축을 가지는 기판 수용체; 기판 수용체 상에서 캠축을 둘러싸고 캠축 주위에 복수의 멜트 수용 그루브를 가지는 멜트 공급함; 멜트 공급함 상에서 캠축을 둘러싸고 멜트 공급함에 결합되어 멜트 공급함을 덮는 회전 동력 전달판; 및 회전 동력 전달판 상에서 캠축을 둘러싸면서 회전 동력 전달판에 단속적으로 결합되는 회전 동력 인가판을 포함한다.The present invention, a reaction tube made of a vertical cylinder; A rotating column located inside the reaction tube; A melt collection box that surrounds the rotating column inside the reaction tube and is attached to and detached from the reaction tube; A substrate container positioned on the melt collection box and coupled to the rotating pillar at the lower side and having a camshaft at the upper side; A melt supply box surrounding the camshaft on the substrate container and having a plurality of melt receiving grooves around the camshaft; A rotational power transmission plate surrounding the camshaft on the melt supply box and coupled to the melt supply box to cover the melt supply box; And a rotation power application plate intermittently coupled to the rotation power transmission plate while surrounding the camshaft on the rotation power transmission plate.

Description

수직형 액상 에피텍셜 장치{LIQUID PHASE EPITAXIAL EQUIPMENT}Vertical liquid epitaxial device {LIQUID PHASE EPITAXIAL EQUIPMENT}

본 발명은, 주기율표 상에서 Ⅱ-Ⅵ족 또는 Ⅲ-Ⅴ족의 화합물 반도체를 사용하여 복수의 기판에 에피 층을 동시에 성장시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical liquid epitaxial device for simultaneously growing an epitaxial layer on a plurality of substrates using a group II-VI or III-V compound semiconductor on the periodic table.

일반적으로, 에피 층은 액상 또는 기상 또는 분자선 에피텍셜 장치를 사용하여 단결정 또는 다결정의 기판 상에 성장된다. 여기서, 상기 액상 에피텍셜 장치는 금속(예를 들면, Ga, In, Sn 또는 Bi 등등) 용액에 화합물 반도체(예를 들면, GaAs 또는 InP 등등)를 녹여 포화시킨 후 온도를 낮추어 과포화의 용질을 기판에 부착시켜 기판 상에 에피층을 성장시키도록 구성된다.In general, the epitaxial layer is grown on a single crystal or polycrystalline substrate using a liquid or gaseous or molecular ray epitaxial device. Here, the liquid epitaxial device melts and saturates a compound semiconductor (eg, GaAs or InP, etc.) in a metal (eg, Ga, In, Sn, or Bi, etc.) solution, and then lowers the temperature to deposit a supersaturated solute on the substrate. Attached to and growing an epitaxial layer on the substrate.

상기 기상 에피텍셜 장치는 기판 상에 결정재료를 포함하는 반응가스의 흐름 동안 기판에서 열 분해와 열 반응을 통해 기판 상에 에피층을 성장시키도록 구성된다. 상기 분자선 에피텍셜 장치는 고진공에서 단원자(예를 들면, Ga, In, As 등등)를 가열시켜 발생되는 분자선을 기판에 조사시켜 기판에서 분자들의 열 이동을 통해 기판 상에 에피층을 성장시키도록 구성된다. The vapor phase epitaxial device is configured to grow an epitaxial layer on the substrate through thermal decomposition and thermal reaction in the substrate during a flow of a reaction gas including a crystalline material on the substrate. The molecular beam epitaxial device irradiates a molecular beam generated by heating a single atom (eg, Ga, In, As, etc.) to a substrate in a high vacuum to grow an epitaxial layer on the substrate through heat transfer of molecules from the substrate. Is composed.

이후로, 발명을 제한하기 위해, 상기 기판에 액상 에피텍시 방법을 적용시켜 기판 상에 에피층을 성장시키도록 구성된 액상 에피텍셜 장치에 한해서 설명하기로 한다. 종래기술에서, 상기 액상 에피텍셜 장치는 도 1의 수평형 액상 에피텍셜 장치(70)와 도 2의 수직형 액상 에피텍셜 장치(100)로 구분된다. Hereinafter, in order to limit the invention, only a liquid epitaxial device configured to grow an epitaxial layer on the substrate by applying the liquid epitaxy method to the substrate will be described. In the prior art, the liquid epitaxial device is divided into a horizontal liquid epitaxial device 70 of FIG. 1 and a vertical liquid epitaxial device 100 of FIG. 2.

우선적으로, 도 1(a) 및 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 수평형 액상 에피텍셜 장치(70)는, 반응관(도면에 미도시)에 수평으로 로딩 또는 언로딩되는 흑연 보트(10, 30, 50)를 갖는다. 상기 흑연 보트(10, 30, 50)는 보트 받침대(10)와 슬라이딩 보트(30)와 에피성장 재료 구비대(50)로 이루어진다. First, as shown in Figs. 1(a) and 1(b), the horizontal liquid epitaxial device 70 is a graphite boat that is horizontally loaded or unloaded in a reaction tube (not shown in the drawing). It has (10, 30, 50). The graphite boats 10, 30, 50 are composed of a boat pedestal 10, a sliding boat 30, and an epi-growth material provision table 50.

상기 보트 받침대(10)는 슬라이딩 보트(30)의 이동을 가이드하는 레일 홈(5)을 갖는다. 상기 슬라이딩 보트(30)는 선단에 기판 장착 홈(23)을 가지며 기판 수용 홈(23)에 기판(26)을 장착시킨다. 또한, 상기 슬라이딩 보트(30)는 보트 받침대(10)의 레일 홈(5)에 삽입되어 연결 홀(29)에 푸시로드(60)를 걸어 보트 받침대(10)의 레일 홈(5)을 따라 수평하게 좌우(D)로 이동한다. The boat pedestal 10 has a rail groove 5 that guides the movement of the sliding boat 30. The sliding boat 30 has a substrate mounting groove 23 at its tip and mounts the substrate 26 in the substrate receiving groove 23. In addition, the sliding boat 30 is inserted into the rail groove 5 of the boat pedestal 10 to hang the push rod 60 in the connection hole 29 and horizontally along the rail groove 5 of the boat pedestal 10. Move left and right (D).

상기 에피성장 재료 구비대(50)는 복수의 재료 수용 통(43)과 함께 개별 재료 수용 통(43)을 덮는 마개(49)를 갖는다. 상기 개별 재료 수용 통(43)은 단원자 금속과 이원자 이상의 화합물 반도체와 이들의 혼합체 중 적어도 하나(46)를 마개(49) 아래에 수용한다. The epitaxial material holding table 50 has a stopper 49 covering the individual material receiving cylinders 43 together with the plurality of material receiving cylinders 43. The individual material container 43 accommodates at least one 46 of a monoatomic metal, a compound semiconductor having more than two atoms, and a mixture thereof under the stopper 49.

상기 에피성장 재료 구비대(50)는, 수평형 액상 에피텍셜 장치(70)의 구동 동안, 단원자 금속과 이원자 이상의 화합물 반도체와 이들의 혼합체 중 적어도 하나(46)를 녹여 개별 재료 수용 통(43)에 용융체(melt)를 갖는다. 여기서, 상기 슬라이딩 보트(30)는 보트 받침대(10)에서 이동하면서 용융체에 기판(26)을 선택적으로 접촉시킨다.The epitaxial material provision table 50 melts at least one 46 of a monoatomic metal, a diatomic compound semiconductor, and a mixture thereof while the horizontal liquid epitaxial device 70 is driven, and the individual material container 43 To have a melt. Here, the sliding boat 30 selectively contacts the substrate 26 with the melt while moving on the boat pedestal 10.

그러나, 상기 기판(26)의 성장면이 슬라이딩 보트(30)에 뉘어지고, 첫번째의 용융체가 기판(26)의 성장면에 부착되어 기판(26) 상에 1차 에피층을 성장시키기 때문에, 두번째의 용융제가 1차 에피층에 연속적으로 부착될 때, 상기 기판(26)은 첫번째의 잔류 용융체에 두번째의 용융체를 받아들여 멜트 캐리 오버(melt carry over) 현상을 발생시킨다.However, since the growth surface of the substrate 26 is laid on the sliding boat 30 and the first melt is attached to the growth surface of the substrate 26 to grow the primary epitaxial layer on the substrate 26, the second When the melting agent of the first epitaxial layer is continuously attached to the first epi layer, the substrate 26 receives the second melt in the first residual melt and causes a melt carry over phenomenon.

따라서, 상기 기판(26)은 멜트 캐리 오버 현상의 발생 상태에서 1차 에피층 상에 첫번째와 두번째의 용융체 성분으로 성장시킨 2차 에피층을 갖는다. 상기 2차 에피층은 후속으로 제작되는 발광 다이오드 또는 광 소자 또는 태양 전지에 전기적 불량을 야기시킨다. Accordingly, the substrate 26 has a secondary epitaxial layer grown as a first and a second melt component on the primary epitaxial layer in a state in which the melt carryover phenomenon occurs. The secondary epitaxial layer causes electrical defects in a light emitting diode, a photovoltaic device, or a solar cell that is subsequently manufactured.

또한, 상기 수평형 액상 에피텍셜 장치(70)의 기판 처리율을 높이기 위해, 상기 슬라이딩 보트(30)는 화살표(23F)를 따라 복수의 기판 수용 홈(23)을 일렬로 나열시키도록 개조되어야 한다. 여기서, 상기 기판(26)이 슬라이딩 보트(30) 상에서 기판(26)의 면적 만큼 반복적으로 이격되어야 하기 때문에, 상기 기판(26)의 면적 증가는 슬라이딩 보트(30)의 길이 증가를 필요로 하게 된다. In addition, in order to increase the substrate throughput of the horizontal liquid epitaxial device 70, the sliding boat 30 must be modified to arrange a plurality of substrate receiving grooves 23 in a line along the arrow 23F. Here, since the substrate 26 must be repeatedly spaced apart from the sliding boat 30 by the area of the substrate 26, an increase in the area of the substrate 26 requires an increase in the length of the sliding boat 30. .

상기 슬라이딩 보트(30)의 길이 증가는 반응관의 크기를 증가시키고, 반응관의 크기 증가에 따라 반도체 제조 라인에서 액상 에피텍셜 장치의 점유 면적 또는 점유 체적을 증가시킨다. 상기 액상 에피텍셜 장치의 점유 면적 또는 점유 체적의 증가는 반도체 제조 라인에서 장치 배치도의 자유도에 제한을 준다. Increasing the length of the sliding boat 30 increases the size of the reaction tube, and increases the occupied area or volume of the liquid epitaxial device in the semiconductor manufacturing line according to the increase in the size of the reaction tube. The increase in the occupied area or the occupied volume of the liquid epitaxial device limits the degree of freedom of device layout in a semiconductor manufacturing line.

다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수직형 액상 에피텍셜 장치(70)는, 반응관(도면에 미도시)에 기판 로딩부(80) 상에 순차적으로 적층되는 제1 내지 제3 에피성장 재료 구비통(93, 96, 99)을 갖는다. 상기 기판 로딩부(80)는 기판 30매 이상 적재시킨 흑연 보트를 안착시킨다. Next, as shown in Figure 2, the vertical liquid epitaxial device 70, the first to third epitaxial devices sequentially stacked on the substrate loading unit 80 in the reaction tube (not shown in the drawing). It has a growth material supply container (93, 96, 99). The substrate loading unit 80 seats a graphite boat on which 30 or more substrates are loaded.

그러나, 상기 기판 로딩부(80)가 제1 내지 제3 에피성장 재료 구비통(93, 96, 99)의 무게를 감당해야 되는데, 수직형 액상 에피텍셜 장치(70)의 사용 수명 동안, 상기 제1 내지 제3 에피성장 재료 구비통(93, 96, 99)의 무게는 반응관 또는 기판 로딩부(80)의 설계에 부담을 준다. However, the substrate loading unit 80 has to bear the weight of the first to third epitaxial material providing cylinders 93, 96, 99. During the service life of the vertical liquid epitaxial device 70, the The weight of the first to third epi-growth material providing containers 93, 96 and 99 places a burden on the design of the reaction tube or the substrate loading unit 80.

또한, 상기 수직형 액상 에피텍셜 장치(70)에서, 기판 상에 3개 이상의 에피층을 성장시킬 때, 에피성장 재료 구비통은 3개 이상으로 더욱 늘어나기 때문에, 상기 에피성장 재료 구비통의 무게는 반응관 또는 기판 로딩부(80)에 더 가중되며, 개별 에피성장 재료 구비통과 기판 로딩부(80)의 접속 관계는, 예를 들면, 용융체의 흐름 경로 관점에서, 더욱 더 복잡하게 설계되어야 한다.In addition, in the vertical liquid epitaxial device 70, when three or more epitaxial layers are grown on a substrate, since the epitaxial material-providing container is further increased to three or more, the weight of the epitaxial material-providing container Is added to the reaction tube or the substrate loading unit 80, and the connection relationship between the individual epitaxial material provided and the substrate loading unit 80, for example, from the viewpoint of the flow path of the melt, should be designed to be more complex. .

한편, 상기 수평형 또는 수직형 액상 에피텍셜 장치는 한국공개특허공보 제10-2002-0094219호에서 발명의 명칭인 "수직형 액상 에피택시 장비"에 종래기술로써 유사하게 개시되고 있다.On the other hand, the horizontal or vertical liquid epitaxial device is similarly disclosed in Korean Patent Laid-Open Patent Publication No. 10-2002-0094219 as a prior art in "vertical liquid epitaxy equipment" which is the name of the invention.

한국공개특허공보 제10-2002-0094219호Korean Patent Application Publication No. 10-2002-0094219

본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 복수의 기판에서 개별 기판 상에 복수의 에피층의 성장 시, 하부 에피층으로부터 하부 에피층의 잔류 용융체 성분을 제거시켜 상부 에피층의 용융체 만을 사용하여 상부 에피층을 형성하고, 반응관 및 기판 수용체에 멜트 공급함의 하중 부담을 최소화시키고, 멜트 공급함을 통해 개별 기판 상에 에피층의 개수 자유도를 증가시키는데 적합한 수직형 액상 에피텍셜 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the conventional problem, and when growing a plurality of epi layers on individual substrates from a plurality of substrates, the melt component of the upper epi layer is removed by removing the residual melt component of the lower epi layer from the lower epi layer. Provides a vertical liquid epitaxial device suitable for forming an upper epitaxial layer by using a bay, minimizing the load burden of the melt supply box to the reaction tube and the substrate container, and increasing the number of epitaxial layers on individual substrates through the melt supply box. It has its purpose.

본 발명에 따른 수직형 액상 에피텍셜 장치는, 수직 원통으로 이루어진 반응관; 상기 반응관의 내부에 위치되는 회전 기둥; 상기 반응관의 내부에서 상기 회전 기둥을 둘러싸며 상기 반응관에 탈부착되는 멜트(melt) 수거함; 상기 반응관의 상기 내부에서 상기 멜트 수거함 상에 위치되어 하부측에서 상기 회전 기둥에 결합되고 상부측에서 기둥 형상으로 이루어진 캠축을 가지는 기판 수용체; 상기 기판 수용체 상에서 상기 캠축을 둘러싸고 상기 캠축 주위에 복수의 멜트 수용 그루브를 가지는 멜트 공급함; 상기 멜트 공급함 상에서 상기 캠축을 둘러싸고 상기 멜트 공급함에 결합되어 상기 멜트 공급함을 덮는 회전 동력 전달판; 및 상기 회전 동력 전달판 상에서 상기 캠축을 둘러싸면서 상기 회전 동력 전달판에 단속적으로 결합되는 회전 동력 인가판을 포함하고, 상기 기판 수용체는, 상기 회전 기둥의 회전 시, 상기 캠축을 통해 상기 멜트 공급함과 상기 회전 동력 전달판과 상기 회전 동력 인가판을 회전시키는 것을 특징으로 한다.A vertical liquid epitaxial device according to the present invention comprises: a reaction tube made of a vertical cylinder; A rotating pillar positioned inside the reaction tube; A melt collection box that surrounds the rotating column inside the reaction tube and is attached to and detached from the reaction tube; A substrate receptor located on the melt collection box in the reaction tube, coupled to the rotating column at a lower side, and having a camshaft formed in a column shape at an upper side; A melt supply box surrounding the camshaft on the substrate container and having a plurality of melt receiving grooves around the camshaft; A rotational power transmission plate surrounding the camshaft on the melt supply box and coupled to the melt supply box to cover the melt supply box; And a rotation power application plate intermittently coupled to the rotation power transmission plate while surrounding the camshaft on the rotation power transmission plate, wherein the substrate receiver supplies the melt through the camshaft when the rotation pillar is rotated. It characterized in that it rotates the rotation power transmission plate and the rotation power application plate.

상기 회전 기둥은, 상기 멜트 수거함의 중앙 영역을 관통하여 상기 기판 수용체에 탈부착되거나 고정되고, 상기 기판 수용체와 함께, 상기 멜트 공급함에서 개별 멜트 수용 그루브를 소정 각도로 정회전시키고, 상기 멜트 공급함의 상기 개별 멜트 수용 그루브의 정회전 후, 상기 멜트 공급함에 대해 상기 기판 수용체를 상기 소정 각도로 역회전시킬 수 있다.The rotating pillar penetrates the central region of the melt collection box and is attached to or attached to the substrate container, and together with the substrate container, the individual melt receiving grooves in the melt supply box are rotated forward at a predetermined angle, and the melt supply box After the individual melt receiving grooves are rotated forward, the substrate receptor may be rotated reversely at the predetermined angle with respect to the melt supply box.

상기 회전 기둥은, 상기 멜트 공급함의 상기 개별 멜트 수용 그루브의 상기 정회전 동안, 상기 멜트 수거함에 대해 상기 기판 수용체와 상기 멜트 공급함과 상기 회전 동력 전달판과 상기 회전 동력 인가판을 상대적으로 회전시킬 수 있다.The rotating pillar may relatively rotate the substrate receptor, the melt supply box, the rotation power transmission plate and the rotation power application plate with respect to the melt collection box during the forward rotation of the individual melt receiving groove of the melt supply box. have.

상기 회전 기둥은, 상기 기판 수용체의 역회전 동안, 상기 회전 동력 전달판으로부터 상기 회전 동력 인가판의 분리 상태에서, 상기 멜트 수거함과 상기 멜트 공급함과 상기 회전 동력 전달판에 대해 상기 기판 수용체 및 상기 회전 동력 인가판을 상대적으로 회전시킬 수 있다.The rotating pillar, while the rotation power transmission plate is separated from the rotation power transmission plate during reverse rotation of the substrate receptor, the substrate receptor and the rotation with respect to the melt collection box, the melt supply box, and the rotation power transmission plate The power application plate can be rotated relatively.

상기 멜트 수거함은, 측면에서 볼 때, 원통 형상으로 이루어지고, 상기 반응관의 길이 방향을 따라 순차적으로 적층되는 멜트 수거 용기와 용기 덮개를 포함하고, 상기 멜트 수거 용기와 상기 용기 덮개의 중앙 영역에 상기 회전 기둥을 관통시킬 수 있다.The melt collection box, when viewed from the side, has a cylindrical shape and includes a melt collection container and a container cover sequentially stacked along the length direction of the reaction tube, and in a central area of the melt collection container and the container cover It is possible to penetrate the rotating pillar.

상기 멜트 수거 용기는, 내부 관과, 상기 내부 관을 둘러싸는 외부 관을 포함하고, 상기 반응관의 길이 방향을 따라 볼 때 상기 외부관 보다 더 긴 상기 내부 관을 가지고, 상기 멜트 수거 용기의 하부 측에서 상기 외부관의 내 측벽을 따라 상기 외부 관의 상기 내 측벽과 상기 내부 관의 외 측벽을 연결하여 상기 외부 관과 상기 내부 관 사이에 수거 홈과 상기 내부 관의 중앙 영역에 관통 홀을 가지고, 상기 외부 관의 외측 벽에서 상부 측에 상기 외부 관의 둘레를 따라 위치되는 걸이 턱을 통해 상기 반응관의 턱 받침에 걸쳐질 수 있다.The melt collection container includes an inner tube and an outer tube surrounding the inner tube, and has the inner tube longer than the outer tube when viewed along a length direction of the reaction tube, and the lower portion of the melt collection container From the side, the inner side wall of the outer tube and the outer side wall of the inner tube are connected along the inner side wall of the outer tube to have a collection groove between the outer tube and the inner tube and a through hole in the central region of the inner tube , It may be spanned over the chin rest of the reaction tube through a hook jaw positioned along the circumference of the outer tube on the upper side of the outer wall of the outer tube.

상기 용기 덮개는, 도우넛 형상으로 이루어지고, 상기 용기 덮개의 중앙 영역에 삽입 홀과 상기 용기 덮개의 가장 자리 영역에 수거 홀을 가지고, 상기 용기 덮개의 상기 삽입 홀에 상기 멜트 수거 용기의 상기 내부 관을 억지로 끼워 상기 멜트 수거 용기의 상기 수거 홈을 덮고, 상기 용기 덮개의 상기 수거 홀을 통해 상기 멜트 수거 용기의 상기 수거 홈을 외부에 노출시킬 수 있다.The container lid is formed in a donut shape, has an insertion hole in the central region of the container lid and a collection hole in the edge region of the container lid, and the inner tube of the melt collection container in the insertion hole of the container lid Is forcibly inserted to cover the collection groove of the melt collection container, and expose the collection groove of the melt collection container to the outside through the collection hole of the container cover.

상기 기판 수용체는, 측면에서 볼 때, 다단의 원기둥으로 이루어지고, 상기 반응관의 길이 방향을 따라 순차적으로 적층되어 서로에 대해 탈부착되는 기판 수용 하우징과 하우징 커버를 포함하고, 상기 기판 수용 하우징의 하부 측에 상기 회전 기둥을 접촉시킬 수 있다.The substrate acceptor, when viewed from the side, includes a substrate receiving housing and a housing cover that are formed of a multi-stage cylinder and are sequentially stacked along a longitudinal direction of the reaction tube to be attached and detached from each other, and a lower portion of the substrate receiving housing The rotating pillar can be brought into contact with the side.

상기 기판 수용 하우징은, 원통으로 이루어지고, 상기 기판 수용 하우징의 중앙 영역에, 흑연보트와 함께 상기 흑연 보트에 복수로 직립되게 세워지는 기판을 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)시키는 수용 트랜치를 가지고, 상기 기판 수용 하우징의 상기 수용 트랜치의 주변에 유도 홀, 그리고 상기 기판 수용 하우징의 상기 수용 트랜치의 바닥에 유입 홀과 유출 홀을 가지고, 상기 기판 수용 하우징의 상기 수용 트랜치의 주변에서 상기 유도 홀과 상기 유입 홀을 연통시킬 수 있다.The substrate receiving housing is formed of a cylinder, in a central region of the substrate receiving housing, a receiving trench for loading or unloading a plurality of substrates erected upright on the graphite boat together with the graphite boat And a guide hole around the receiving trench of the substrate receiving housing, and an inlet hole and an outlet hole at the bottom of the receiving trench of the substrate receiving housing, and the guide hole around the receiving trench of the substrate receiving housing And the inflow hole can be communicated.

상기 하우징 커버는, 역 'T'자의 형상으로 이루어지고, 상기 기판 수용 하우징을 덮는 원형의 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트 상에 위치되어 상기 커버 플레이트로부터 시작하여 상기 반응관의 길이 방향을 따라 연장하는 상기 캠축을 가지고, 상기 커버 플레이트는, 상기 기판 수용 하우징의 상기 유도 홀과 마주하는 가이드 홀을 가질 수 있다.The housing cover is formed in an inverted'T' shape and has a circular cover plate covering the substrate receiving housing, and is located on the cover plate and extending along the length direction of the reaction tube starting from the cover plate. Having the camshaft, the cover plate may have a guide hole facing the guide hole of the substrate housing housing.

상기 캠축은, 다각 기둥으로 이루어지고, 상기 멜트 공급함과 상기 회전 동력 전달판에 대해 겉돌고, 상기 회전 동력 인가판과 다각으로 맞대어 접촉하여 상기 회전 동력 인가판을 회전시킬 수 있다.The camshaft may be formed of a polygonal column, rotate the melt supply box and the rotation power transmission plate, and contact the rotation power application plate at multiple angles to rotate the rotation power application plate.

상기 회전 기둥은, 상기 회전 기둥의 정 회전 후, 상기 커버 플레이트의 상기 가이드 홀을 통해 상기 기판 수용 하우징과 상기 멜트 공급함을 연통시키고, 상기 회전 기둥의 역 회전 후, 상기 기판 수용 하우징의 상기 유출 홀을 통해 상기 기판 수용 하우징과 상기 멜트 수거함을 연통시키고, 상기 회전 기둥의 정 회전은, 상기 멜트 공급함에서 개별 멜트 수용 그루브를 소정 각도로 회전시킨 것일 수 있다.The rotating pillar communicates the substrate receiving housing and the melt supply tray through the guide hole of the cover plate after the forward rotation of the rotating pillar, and after reverse rotation of the rotating pillar, the outlet hole of the substrate receiving housing The substrate receiving housing and the melt collection box are communicated through the substrate, and the forward rotation of the rotating pillar may be performed by rotating individual melt receiving grooves in the melt supply box at a predetermined angle.

상기 멜트 공급함은, 원통으로 이루어지고, 상기 멜트 공급함의 중앙 영역에 상기 기판 수용체의 상기 캠축을 지나가게하는 경유 홀과, 상기 멜트 공급함의 상기 경유 홀 주변에 위치되어 화합물 반도체용 다양한 재료로 채워지는 상기 복수의 멜트 수용 그루브와, 상기 멜트 공급함의 개별 멜트 수용 그루브의 바닥에 위치되는 슬릿 노즐과, 상기 멜트 공급함에서 상기 복수의 멜트 수용 그루브 사이에 위치되는 복수의 체결 홈을 가질 수 있다.The melt supply box is made of a cylinder, and is located in a central region of the melt supply box to pass the camshaft of the substrate container, and is located around the through hole of the melt supply box and filled with various materials for compound semiconductors. The plurality of melt receiving grooves, a slit nozzle positioned at the bottom of the individual melt receiving grooves of the melt supply box, and a plurality of fastening grooves positioned between the plurality of melt receiving grooves in the melt supply box may be provided.

상기 멜트 공급함에서 상기 슬릿 노즐은, 상기 복수의 멜트 수용 그루브에서, 상기 개별 멜트 수용 그루브 마다 동일 장소 또는 다른 장소에 위치되거나 상기 개별 멜트 수용 그루브 마다 동일한 크기 또는 다른 크기로 위치될 수 있다.In the melt supply box, the slit nozzle may be positioned in the same or different locations for each of the individual melt receiving grooves in the plurality of melt receiving grooves, or may be positioned at the same size or different sizes for each of the individual melt receiving grooves.

상기 멜트 공급함에서 상기 슬릿 노즐은, 상기 회전 기둥의 정회전 후, 상기 기판 수용체와 연통하고, 상기 회전 기둥의 역 회전 후, 상기 기판 수용체에 의해 막히고, 상기 회전 기둥의 정 회전은, 상기 멜트 공급함에서 개별 멜트 수용 그루브를 소정 각도로 회전시킨 것일 수 있다.In the melt supply box, the slit nozzle communicates with the substrate receptor after the forward rotation of the rotation pillar, and after reverse rotation of the rotation pillar, is blocked by the substrate receptor, and the forward rotation of the rotation pillar supplies the melt. The individual melt receiving grooves may be rotated at a predetermined angle.

상기 회전 동력 전달판은, 도우넛 형상으로 이루어지고, 상기 회전 동력 전달판의 중앙 영역에 상기 회전 기둥을 관통시키는 통과 홀과, 상기 회전 동력 전달판의 가장 자리 영역에서 상기 회전 동력 전달판의 상기 통과 홀 가까이에 위치되는 복수의 캠 홈과, 상기 회전 동력 전달판의 가장 자리 영역에서 상기 회전 동력 전달판의 상기 통과 홀로부터 멀리에 위치되어 상기 멜트 공급함의 개별 체결 홈과 마주하는 체결 홀을 가지고, 상기 회전 동력 전달판과 상기 멜트 공급함은 상기 개별 체결 홈과 상기 체결 홀에 고정 부재를 삽입하여 서로에 대해 고정될 수 있다.The rotational power transmission plate is formed in a donut shape, and a through hole through which the rotational column passes through a central region of the rotational power transmission plate, and the passage of the rotational power transmission plate in an edge region of the rotational power transmission plate A plurality of cam grooves positioned near the hole, and a fastening hole located far from the through hole of the rotation power transmission plate in an edge region of the rotation power transmission plate to face individual fastening grooves of the melt supply box, The rotation power transmission plate and the melt supply box may be fixed to each other by inserting a fixing member into the individual fastening groove and the fastening hole.

상기 회전 동력 인가판은, 상기 회전 동력 전달판보다 더 작은 직경을 가지면서 도우넛 형상으로 이루어지고, 상기 회전 동력 인가판의 중앙 영역에서 상기 캠축과 다각으로 맞대응하여 상기 캠축과 접촉하고 상기 캠축을 관통시키는 캠 홀을 가지고, 상기 회전 동력 인가판의 가장 자리 영역에서 일 면으로부터 돌출하여 상기 회전 동력 전달판의 개별 캠 홈에 삽입되는 캠 돌기를 가질 수 있다.The rotational power application plate has a smaller diameter than the rotational power transmission plate and has a donut shape, and contacts the camshaft at multiple angles in a central region of the rotational power application plate and penetrates the camshaft. It may have a cam hole, and may have a cam protrusion protruding from one surface in the edge region of the rotation power applying plate and inserted into an individual cam groove of the rotation power transmission plate.

상기 회전 동력 인가판의 상기 캠 돌기는, 상기 회전 기둥의 정 회전 동안, 상기 회전 동력 전달판에서 하나의 캠 홈에 채워져 상기 회전 기둥의 토오크를 상기 회전 동력 전달판과 상기 멜트 공급함에 인가하고, 상기 회전 기둥의 역 회전 동안, 상기 하나의 캠 홈으로부터 분리된 상태로 회전되어 상기 회전 동력 전달판에서 상기 하나의 캠 홈에 인접되는 다른 캠 홈에 채워질 수 있다.The cam protrusion of the rotational power applying plate is filled in one cam groove in the rotational power transmission plate during normal rotation of the rotational power supply plate to apply a torque of the rotational column to the rotational power transmission plate and the melt supply, During the reverse rotation of the rotating pillar, it is rotated in a state separated from the one cam groove and filled in the other cam groove adjacent to the one cam groove in the rotation power transmission plate.

상기 회전 동력 인가판의 상기 캠 돌기는, 상기 회전 동력 전달판에서 하나의 캠 홈을 형성하는 일측 검림 돌기와 타측 걸림 돌기 사이에 위치되는 때, 상기 회전 기둥의 정 회전 동안, 상기 일측 걸림 돌기에서 단차대에 걸려 상기 회전 기둥의 토오크를 상기 회전 동력 전달판과 상기 멜트 공급함에 인가하고, 상기 회전 기둥의 역 회전 동안, 상기 타측 걸림 돌기에서 미끄럼대를 따라 슬라이딩되어 상기 하나의 캠 홈에 인접되는 다른 캠 홈으로 이동할 수 있다.When the cam protrusion of the rotation power applying plate is located between the one side detection protrusion and the other side locking protrusion forming one cam groove in the rotation power transmission plate, a step difference in the one side locking protrusion during the forward rotation of the rotating pillar Another cam that is slid along the slide at the other locking protrusion while applying the torque of the rotating pillar to the rotational power transmission plate and the melt supply box by being hooked on a stand, and being adjacent to the one cam groove during reverse rotation of the rotating pillar You can move to the home.

본 발명에 따른 수직형 액상 에피텍셜 장치는, 수직형 반응관의 내부에서 회전 기둥을 둘러싸는 멜트 수거함과 함께, 멜트 수거함과 멜트 공급함 사이에 기판 수용체를 샌드위치시키고, 기판 수용체에서 반응관의 길이 방향에 평행하게 복수의 기판을 개별적으로 직립하여 나열시키므로, 개별 기판 상에 복수의 에피층의 성장 시, 중력의 영향으로 하부 에피층으로부터 하부 에피층의 잔류 용융체 성분을 제거시키면서 상부 에피층의 용융체 만을 사용하여 상부 에피층을 기판 상에 형성할 수 있다.In the vertical liquid epitaxial device according to the present invention, a substrate receptor is sandwiched between the melt collection box and the melt supply box, along with a melt collection box surrounding the rotating column in the vertical reaction tube, and the longitudinal direction of the reaction tube in the substrate acceptor Since a plurality of substrates are individually vertically arranged in parallel to each other, when a plurality of epi layers are grown on individual substrates, only the melt of the upper epi layer is removed while removing residual melt components of the lower epi layer from the lower epi layer under the influence of gravity. Can be used to form an upper epilayer on the substrate.

본 발명에 따른 수직형 액상 에피텍셜 장치는, 수직형 반응관의 내부에서 회전 기둥을 둘러싸는 멜트 수거함과 함께, 멜트 수거함 상에 순차적으로 적층되는 기판 수용체와 멜트 공급함을 구비해서 회전 기둥의 회전에 기판 수용체 및 멜트 공급함 중 적어도 하나를 연동시키고, 멜트 공급함에서 동일 레벨에 원형으로 복수의 멜트 수용 그루브를 가지고, 회전 기둥의 회전 동안, 기판 수용체에 복수의 멜트 수용 그루브의 연통을 조절하므로, 반응관 및 기판 수용체에 멜트 공급함의 하중 부담을 최소화시킬 수 있다. The vertical liquid epitaxial device according to the present invention includes a melt collection box surrounding a rotating column in the vertical reaction tube, and a substrate receptor and a melt supply box sequentially stacked on the melt collection box to prevent rotation of the rotating column. Since at least one of the substrate container and the melt supply box are interlocked, the melt supply box has a plurality of melt receiving grooves in a circular shape at the same level, and the communication of the plurality of melt receiving grooves in the substrate container is controlled during the rotation of the rotating pillar. And it is possible to minimize the load burden of the melt supply box to the substrate receptor.

본 발명에 따른 수직형 액상 에피텍셜 장치는, 반응관의 내부에서 회전 기둥을 둘러싸는 멜트 수거함과 함께, 멜트 수거함 상에 기판 수용체와 멜트 공급함을 구비해서 회전 기둥에 기판 수용체를 고정시키고, 회전 기둥의 정 회전 동안, 기판 수용체와 멜트 수거함을 연통시켜 기판 수용체로부터 용융체를 멜트 수거함에 보내고, 회전 기둥의 역 회전 동안, 멜트 공급함과 기판 수용체를 연통시켜 개별 멜트 수용 그루브의 용융체를 기판 수용체에 채운 후 기판 수용체에서 복수의 기판 중 개별 기판 상에 복수의 에피층을 성장시키므로, 멜트 공급함에서 복수의 멜트 수용 그루브를 통해 기판 수용체에서 개별 기판 상에 에피층의 개수 자유도를 증가시킬 수 있다.The vertical liquid epitaxial device according to the present invention includes a substrate container and a melt supply box on the melt collection box, along with a melt collection box surrounding the rotating column in the reaction tube, to fix the substrate receptor on the rotating column, and During the forward rotation, the substrate container and the melt collection box are communicated to send the melt from the substrate container to the melt collection box, and during the reverse rotation of the rotating column, the melt supply box and the substrate container are connected to each other to fill the melt of individual melt receiving grooves into the substrate container. Since a plurality of epilayers are grown on individual substrates among a plurality of substrates in the substrate acceptor, the degree of freedom of the number of epilayers on individual substrates in the substrate acceptor can be increased through a plurality of melt receiving grooves in the melt supply box.

도 1은 종래기술에 따른 수평형 액상 에피텍셜 장치를 보여주는 개략도이다.
도 2는 종래기술에 따른 수직형 액상 에피텍셜 장치를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수직형 액상 에피텍셜 장치를 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 멜트 수거함을 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 기판 수용체를 보여주는 개략도이다.
도 6(a)는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 제1 실시예에서 기판 수용체에 로딩 또는 언로딩되는 흑연 보우트와 기판을 보여주는 개략도이다.
도 6(b)는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 제2 실시예에서 기판 수용체에 로딩 또는 언로딩되는 흑연 보우트와 기판을 보여주는 개략도이다.
도 7은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 멜트 공급함을 보여주는 개략도이다.
도 8은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 멜트 공급함 상에 위치되는 회전 동력 전달판을 보여주는 개략도이다.
도 9는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 회전 동력 인가판을 보여주는 개략도이다.
도 10은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 제1 실시예에서 회전 동력 전달판과 회전 동력 인가판과 멜트 공급함의 접속 관계를 보여주는 개략도이다.
도 11은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 제2 실시예에서 회전 동력 전달판과 회전 동력 인가판과 멜트 공급함의 접속 관계를 보여주는 개략도이다.
도 12 및 도 13은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 사용 방법을 설명해주는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a horizontal liquid epitaxial device according to the prior art.
2 is a schematic diagram showing a vertical liquid epitaxial device according to the prior art.
3 is a schematic diagram showing a vertical liquid epitaxial device according to the present invention.
4 is a schematic diagram showing a melt collection box in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
5 is a schematic diagram showing a substrate receptor in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
6(a) is a schematic diagram showing a graphite boat and a substrate loaded or unloaded into a substrate receptor in the first embodiment of the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
FIG. 6(b) is a schematic diagram showing a graphite boat and a substrate loaded or unloaded into a substrate receptor in a second embodiment of the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
7 is a schematic diagram showing a melt supply in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a rotating power transmission plate positioned on a melt supply box in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
9 is a schematic diagram showing a rotation power application plate in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
10 is a schematic diagram showing a connection relationship between a rotation power transmission plate, a rotation power application plate, and a melt supply box in the first embodiment of the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
11 is a schematic diagram showing a connection relationship between a rotation power transmission plate, a rotation power application plate, and a melt supply box in the second embodiment of the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.
12 and 13 are schematic diagrams illustrating a method of using the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 제한적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.For a detailed description of the present invention to be described later, reference is made to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions over several aspects, and the length, area, thickness, and the like may be exaggerated and expressed for convenience.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those skilled in the art to easily implement the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 수직형 액상 에피텍셜 장치를 보여주는 개략도이고, 도 4는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 멜트 수거함을 보여주는 개략도이며, 도 5는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 기판 수용체를 보여주는 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a vertical liquid epitaxial device according to the present invention, FIG. 4 is a schematic diagram showing a melt collection in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3, and FIG. 5 is a vertical liquid epitaxial device of FIG. Is a schematic diagram showing the substrate receptor in.

또한, 도 6(a)는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 제1 실시예에서 기판 수용체에 로딩 또는 언로딩되는 흑연 보우트와 기판을 보여주는 개략도이고, 도 6(b)는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 제2 실시예에서 기판 수용체에 로딩 또는 언로딩되는 흑연 보우트와 기판을 보여주는 개략도이다.In addition, FIG. 6(a) is a schematic diagram showing a graphite boat and a substrate loaded or unloaded into a substrate receptor in the first embodiment of the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3, and FIG. 6(b) is a vertical diagram of FIG. It is a schematic diagram showing a graphite boat and a substrate loaded or unloaded into a substrate receptor in the second embodiment of the liquid epitaxial device.

또한, 도 7은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 멜트 공급함을 보여주는 개략도이고, 도 8은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 멜트 공급함 상에 위치되는 회전 동력 전달판을 보여주는 개략도이며, 도 9는 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치에서 회전 동력 인가판을 보여주는 개략도이다.In addition, FIG. 7 is a schematic diagram showing a melt supply box in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3, and FIG. 8 is a schematic diagram showing a rotation power transmission plate positioned on the melt supply box in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3, 9 is a schematic diagram showing a rotation power application plate in the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.

또한, 도 10은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 제1 실시예에서 회전 동력 전달판과 회전 동력 인가판과 멜트 공급함의 접속 관계를 보여주는 개략도이고, 도 11은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 제2 실시예에서 회전 동력 전달판과 회전 동력 인가판과 멜트 공급함의 접속 관계를 보여주는 개략도이다.In addition, FIG. 10 is a schematic diagram showing a connection relationship between a rotation power transmission plate, a rotation power application plate, and a melt supply box in the first embodiment of the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3, and FIG. 11 is a vertical liquid epitaxial device of FIG. It is a schematic diagram showing a connection relationship between a rotation power transmission plate, a rotation power application plate, and a melt supply box in the second embodiment of the tactical device.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수직형 액상 에피텍셜 장치(260)는, 반응관(110)과 회전 기둥(120)과 멜트(melt) 수거함(150)과 기판 수용체(170)와 멜트 공급함(210)과 회전 동력 전달판(234)과 회전 동력 인가판(250)을 포함한다.Referring to Figure 3, the vertical liquid epitaxial device 260 according to the present invention, a reaction tube 110, a rotating column 120, a melt (melt) collection box 150, a substrate receptor 170 and a melt supply (210) and a rotation power transmission plate 234 and a rotation power application plate 250.

상기 반응관(110)은, 수직 원통으로 이루어져 흑연으로 제작된다. 상기 회전 기둥(120)은, 반응관(110)의 내부에 위치되어 정 회전(R1) 또는 역 회전(R2)된다. 상기 멜트 수거함(150)은 반응관(110)의 내부에서 회전 기둥(120)을 둘러싸며 반응관(110)에 탈부착된다.The reaction tube 110 is made of a vertical cylinder made of graphite. The rotating pillar 120 is located inside the reaction tube 110 and rotates forward (R1) or reverse (R2). The melt collection box 150 surrounds the rotating pillar 120 inside the reaction tube 110 and is attached to and detached from the reaction tube 110.

상기 기판 수용체(170)는, 반응관(110)의 내부에서 멜트 수거함(150) 상에 위치되어 하부측에서 회전 기둥(120)에 결합되고 상부측에서 기둥 형상으로 이루어진 캠축(168)을 갖는다. 상기 멜트 공급함(210)은, 기판 수용체(170) 상에서 캠축(168)을 둘러싸고 캠축(168) 주위에 복수의 멜트 수용 그루브(도 7의 206)를 갖는다.The substrate receptor 170 has a camshaft 168 positioned on the melt collection box 150 inside the reaction tube 110 and coupled to the rotating pillar 120 at the lower side and formed in a column shape at the upper side. The melt supply box 210 surrounds the camshaft 168 on the substrate container 170 and has a plurality of melt receiving grooves (206 in FIG. 7) around the camshaft 168.

상기 회전 동력 전달판(234)은, 멜트 공급함(210) 상에서 캠축(168)을 둘러싸고 멜트 공급함(210)에 결합되어 멜트 공급함(210)을 덮는다. 상기 회전 동력 인가판(250)은, 회전 동력 전달판(234) 상에서 캠축(168)을 둘러싸면서 회전 동력 전달판(234)에 단속적으로 결합된다. The rotational power transmission plate 234 surrounds the camshaft 168 on the melt supply box 210 and is coupled to the melt supply box 210 to cover the melt supply box 210. The rotation power application plate 250 is intermittently coupled to the rotation power transmission plate 234 while surrounding the camshaft 168 on the rotation power transmission plate 234.

여기서, 상기 기판 수용체(170)는, 회전 기둥(120)의 회전 시, 캠축(168)을 통해 멜트 공급함(210)과 회전 동력 전달판(234)과 회전 동력 인가판(250)을 회전시킨다.Here, the substrate receptor 170 rotates the melt supply box 210, the rotation power transmission plate 234, and the rotation power application plate 250 through the camshaft 168 when the rotation column 120 rotates.

이후로, 상기 수직형 액상 에피텍셜 장치(260)의 구성요소는, 도 3과 함께, 도 4 내지 도 11을 참조하여, 아래에서 상세하게 설명하기로 한다. 우선적으로, 상기 회전 기둥(120)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 멜트 수거함(150)의 중앙 영역을 관통하여 기판 수용체(170)에 탈부착되거나 고정된다. 즉, 상기 회전 기둥(120)와 기판 수용체(170)는 자체에 형성된 요철 형상을 이용하여 탈부착될 수 있다.Hereinafter, the components of the vertical liquid epitaxial device 260 will be described in detail below with reference to FIGS. 4 to 11 together with FIG. 3. First, as shown in FIG. 3, the rotating pillar 120 penetrates the central region of the melt collection box 150 and is attached to or fixed to the substrate container 170. That is, the rotating pillar 120 and the substrate receptor 170 may be detachable by using an uneven shape formed therein.

또한, 상기 회전 기둥(120)은, 기판 수용체(170)와 함께, 멜트 공급함(210)에서 개별 멜트 수용 그루브(206)를 소정 각도로 정회전시키고, 멜트 공급함(210)의 개별 멜트 수용 그루브(206)의 정회전 후, 멜트 공급함(210)에 대해 기판 수용체(170)를 소정 각도로 역회전시킨다.In addition, the rotating pillar 120, together with the substrate container 170, rotates the individual melt receiving grooves 206 in the melt supply box 210 forward at a predetermined angle, and the individual melt receiving grooves of the melt supply box 210 ( After the forward rotation of 206), the substrate container 170 is rotated in reverse with respect to the melt supply tray 210 at a predetermined angle.

상기 회전 기둥(120)은, 멜트 공급함(210)의 개별 멜트 수용 그루브(206)의 정회전 동안, 멜트 수거함(150)에 대해 기판 수용체(170)와 멜트 공급함(210)과 회전 동력 전달판(234)과 상기 회전 동력 인가판(250)을 상대적으로 회전시킨다.The rotating pillar 120 is, during the forward rotation of the individual melt receiving groove 206 of the melt supply box 210, the substrate container 170, the melt supply box 210 and the rotation power transmission plate ( 234) and the rotation power applying plate 250 are relatively rotated.

상기 회전 기둥(120)은, 기판 수용체(170)의 역회전 동안, 회전 동력 전달판(234)으로부터 회전 동력 인가판(250)의 분리 상태에서, 멜트 수거함(150)과 멜트 공급함(210)과 회전 동력 전달판(234)에 대해 기판 수용체(170) 및 회전 동력 인가판(250)을 상대적으로 회전시킨다.The rotating pillar 120 is, during the reverse rotation of the substrate receptor 170, in a state in which the rotation power application plate 250 is separated from the rotation power transmission plate 234, the melt collection box 150 and the melt supply box 210 and The substrate receptor 170 and the rotation power application plate 250 are relatively rotated with respect to the rotation power transmission plate 234.

상기 멜트 수거함(150)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 측면에서 볼 때, 원통 형상으로 이루어지고, 반응관(110)의 길이 방향을 따라 순차적으로 적층되는 멜트 수거 용기(146)와 용기 덮개(149)를 포함한다. 상기 멜트 수거 용기(146)와 용기 덮개(149)의 중앙 영역에 회전 기둥(120)을 관통시킨다. 상기 멜트 수거 용기(146)는, 내부 관(145)과, 내부 관(145)을 둘러싸는 외부 관(142)을 포함한다. The melt collection box 150, as shown in FIG. 4, has a cylindrical shape when viewed from the side, and is sequentially stacked along the length direction of the reaction tube 110, the melt collection container 146 and the container cover Includes (149). The rotating pillar 120 is passed through the central region of the melt collection container 146 and the container cover 149. The melt collection container 146 includes an inner tube 145 and an outer tube 142 surrounding the inner tube 145.

또한, 상기 멜트 수거 용기(146)는, 반응관(110)의 길이 방향을 따라 볼 때 외부관(142) 보다 더 긴 내부 관(145)을 가지고, 멜트 수거 용기(146)의 하부 측에서 외부관(142)의 내 측벽을 따라 외부 관(142)의 내 측벽과 내부 관(145)의 외 측벽을 연결하여 외부 관(142)과 내부 관(145) 사이에 수거 홈(141)과 내부 관(145)의 중앙 영역에 관통 홀(144)을 갖는다.In addition, the melt collection container 146 has an inner tube 145 that is longer than the outer tube 142 when viewed along the longitudinal direction of the reaction tube 110, and is external from the lower side of the melt collection container 146 A collection groove 141 and an inner tube between the outer tube 142 and the inner tube 145 by connecting the inner side wall of the outer tube 142 and the outer side wall of the inner tube 145 along the inner side wall of the tube 142 It has a through hole 144 in the central region of 145.

또한, 상기 멜트 수거 용기(146)는, 외부 관(142)의 외측 벽에서 상부 측에 외부 관(142)의 둘레를 따라 위치되는 걸이 턱(143)을 통해 반응관(110)의 턱 받침(130)에 걸쳐진다. 상기 용기 덮개(149)는, 도우넛 형상으로 이루어지고, 용기 덮개(149)의 중앙 영역에 삽입 홀(148)과 용기 덮개(149)의 가장 자리 영역에 수거 홀(147)을 갖는다.In addition, the melt collection container 146 is a chin rest of the reaction tube 110 through a hook jaw 143 positioned along the circumference of the outer tube 142 on the upper side of the outer wall of the outer tube 142 ( 130). The container lid 149 is formed in a donut shape, and has an insertion hole 148 in a central region of the container lid 149 and a collection hole 147 in an edge region of the container lid 149.

또한, 상기 용기 덮개(149)는, 용기 덮개(149)의 삽입 홀(148)에 멜트 수거 용기(146)의 내부 관(145)을 억지로 끼워 멜트 수거 용기(146)의 수거 홈(141)을 덮고, 용기 덮개(149)의 수거 홀(147)을 통해 멜트 수거 용기(146)의 수거 홈(141)을 외부에 노출시킨다.In addition, the container cover 149 is forcibly inserted into the inner tube 145 of the melt collection container 146 in the insertion hole 148 of the container cover 149 to fit the collection groove 141 of the melt collection container 146 Cover, and expose the collection groove 141 of the melt collection container 146 to the outside through the collection hole 147 of the container cover 149.

상기 기판 수용체(170)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 측면에서 볼 때, 다단의 원기둥으로 이루어지고, 반응관(110)의 길이 방향을 따라 순차적으로 적층되어 서로에 대해 탈부착되는 기판 수용 하우징(165)과 하우징 커버(169)를 포함하고, 기판 수용 하우징(165)의 하부 측에 회전 기둥(120)을 접촉시킨다.As shown in FIG. 5, when viewed from the side, the substrate receptor 170 is formed of a multi-stage cylinder, and is sequentially stacked along the length direction of the reaction tube 110 to be attached and detached from each other. It includes 165 and a housing cover 169, and makes the rotating pillar 120 contact with the lower side of the substrate receiving housing 165.

상기 기판 수용 하우징(165)은, 원통으로 이루어지고, 기판 수용 하우징(165)의 중앙 영역에, 도 6(a)의 흑연 보트(181)와 함께 흑연 보트(181)에 복수로 직립되게 세워지는 기판(183)을 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)시키는 수용 트랜치(163)를 갖는다. 상기 흑연 보트(181)와 기판(183)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 캐리어(194)를 구성한다.The substrate accommodating housing 165 is made of a cylinder, and is erected in a plurality on the graphite boat 181 together with the graphite boat 181 of FIG. 6(a) in the central area of the substrate accommodating housing 165 It has a receiving trench 163 for loading or unloading the substrate 183. The graphite boat 181 and the substrate 183 constitute the substrate carrier 194 according to the first embodiment of the present invention.

또한, 상기 기판 수용 하우징(165)은, 기판 수용 하우징(165)의 수용 트랜치(163)의 주변에 유도 홀(164), 그리고 기판 수용 하우징(165)의 수용 트랜치(163)의 바닥에 유입 홀(161)과 유출 홀(162)을 가지고, 기판 수용 하우징(165)의 수용 트랜치(163)의 주변에서 유도 홀(164)과 유입 홀(161)을 연통시킨다.In addition, the substrate receiving housing 165 includes an induction hole 164 around the receiving trench 163 of the substrate receiving housing 165, and an inlet hole at the bottom of the receiving trench 163 of the substrate receiving housing 165. With 161 and the outlet hole 162, the induction hole 164 and the inlet hole 161 are communicated around the receiving trench 163 of the substrate receiving housing 165.

여기서, 상기 기판 케리어(194)는 본 발명의 제2 실시예에 따라 유사한 구조를 가지는 도 6(b)의 기판 캐리어(198)로 변형될 수 있다. 상기 기판 캐리어(198)는 흑연 보트(185)에 삼각 부재(187)를 사용하여 흑연 보트(181)에 복수로 경사지게 세워지는 기판(189)를 갖는다. Here, the substrate carrier 194 may be transformed into the substrate carrier 198 of FIG. 6B having a similar structure according to the second embodiment of the present invention. The substrate carrier 198 has a substrate 189 which is erected in a plurality of inclined on the graphite boat 181 by using a triangular member 187 in the graphite boat 185.

상기 기판 캐리어(194 또는 198)은 개별 기판(183 또는 189) 상에 에피층의 성장시 개별 기판(183 또는 189) 상에서 멜트 캐리어 오버(melt carry over; 종래 기술 설명을 참조요) 현상 또는 멜트 백(melt back; 에피층의 성장 동안 개별 기판의 열 융해) 현상을 피하기 위해 선택되어 질 수 있다.The substrate carrier 194 or 198 is a melt carrier over (see prior art description) development or melt back on the individual substrate 183 or 189 when the epi layer is grown on the individual substrate 183 or 189 It can be chosen to avoid the (melt back; thermal melting of individual substrates during epilayer growth) phenomenon.

상기 하우징 커버(169)는, 역 'T'자의 형상으로 이루어지고, 기판 수용 하우징(165)을 덮는 원형의 커버 플레이트(167)와, 커버 플레이트(167) 상에 위치되어 커버 플레이트(167)로부터 시작하여 반응관(110)의 길이 방향을 따라 연장하는 캠축(168)을 갖는다. 상기 커버 플레이트(167)는, 기판 수용 하우징(165)의 유도 홀(164)과 마주하는 가이드 홀(166)을 갖는다. The housing cover 169 has a shape of an inverted'T' and is located on the cover plate 167 of a circular shape covering the substrate receiving housing 165 and is located on the cover plate 167. It has a camshaft 168 that starts and extends along the longitudinal direction of the reaction tube 110. The cover plate 167 has a guide hole 166 facing the guide hole 164 of the substrate receiving housing 165.

상기 캠축(168)은, 다각 기둥으로 이루어지고, 멜트 공급함(210)과 회전 동력 전달판(234)에 대해 겉돌고, 회전 동력 인가판(250)과 다각으로 맞대어 접촉하여 회전 동력 인가판(250)을 회전시킨다(도 10 참조요). The camshaft 168 is made of a polygonal column, rotates outwardly with respect to the melt supply box 210 and the rotation power transmission plate 234, and contacts the rotation power application plate 250 at multiple angles to obtain a rotation power application plate 250 ) Is rotated (see Fig. 10).

여기서, 상기 회전 기둥(120)은, 회전 기둥(120)의 정 회전(R1) 후, 커버 플레이트(167)의 가이드 홀(166)을 통해 기판 수용 하우징(165)과 멜트 공급함(210)을 연통시키고, 회전 기둥(120)의 역 회전(R2) 후, 기판 수용 하우징(165)의 유출 홀(162)을 통해 기판 수용 하우징(165)과 멜트 수거함(150)을 연통시킨다. 상기 회전 기둥(120)의 정 회전(R1)은, 멜트 공급함(210)에서 개별 멜트 수용 그루브(206)를 소정 각도로 회전시킨 것이다.Here, the rotating pillar 120 communicates with the substrate receiving housing 165 and the melt supply box 210 through the guide hole 166 of the cover plate 167 after the forward rotation (R1) of the rotating pillar 120 And, after reverse rotation (R2) of the rotating pillar 120, the substrate receiving housing 165 and the melt collection box 150 are communicated through the outlet hole 162 of the substrate receiving housing 165. The forward rotation R1 of the rotating pillar 120 is obtained by rotating the individual melt receiving grooves 206 in the melt supply box 210 at a predetermined angle.

상기 멜트 공급함(210)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 원통으로 이루어지고, 멜트 공급함(210)의 중앙 영역에 기판 수용체(170)의 캠축(168)을 지나가게하는 경유 홀(202)과, 멜트 공급함(210)의 경유 홀(202) 주변에 위치되어 화합물 반도체용 다양한 재료로 채워지는 복수의 멜트 수용 그루브(206)와, 멜트 공급함(210)의 개별 멜트 수용 그루브(206)의 바닥에 위치되는 슬릿 노즐(204)과, 멜트 공급함(210)에서 복수의 멜트 수용 그루브(206) 사이에 위치되는 복수의 체결 홈(208)을 갖는다.The melt supply box 210 is made of a cylinder, as shown in FIG. 7, and passes through the camshaft 168 of the substrate container 170 in the central region of the melt supply box 210. , A plurality of melt-accommodating grooves 206, which are located around the gas oil hole 202 of the melt supply box 210 and filled with various materials for compound semiconductors, and at the bottom of the individual melt-accommodating grooves 206 of the melt supply box 210 It has a slit nozzle 204 positioned, and a plurality of fastening grooves 208 positioned between the plurality of melt receiving grooves 206 in the melt supply box 210.

상기 멜트 공급함(210)에서 슬릿 노즐(204)은, 복수의 멜트 수용 그루브(206)에서, 개별 멜트 수용 그루브(206) 마다 동일 장소 또는 다른 장소에 위치되거나 개별 멜트 수용 그루브(206) 마다 동일한 크기 또는 다른 크기로 위치될 수 있다.In the melt supply box 210, the slit nozzle 204 is located in the same place or different place for each of the plurality of melt receiving grooves 206, or the same size for each of the individual melt receiving grooves 206 Or it can be positioned in other sizes.

상기 멜트 공급함(210)에서 슬릿 노즐(204)은, 회전 기둥(120)의 정 회전(R1) 후, 기판 수용체(170)와 연통하고, 회전 기둥(120)의 역 회전(R2) 후, 기판 수용체(170)에 의해 막힌다. 여기서, 상기 회전 기둥(120)의 정 회전(R1)은, 멜트 공급함(210)에서 개별 멜트 수용 그루브(206)를 소정 각도로 회전시킨 것이다.In the melt supply box 210, the slit nozzle 204 communicates with the substrate receptor 170 after the forward rotation (R1) of the rotation column 120, and after the reverse rotation (R2) of the rotation column 120, the substrate It is blocked by the receptor 170. Here, the forward rotation R1 of the rotating pillar 120 is obtained by rotating the individual melt receiving grooves 206 in the melt supply box 210 at a predetermined angle.

상기 회전 동력 전달판(234)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 도우넛 형상으로 이루어지고, 회전 동력 전달판(234)의 중앙 영역에 회전 기둥(120)을 관통시키는 통과 홀(223)과, 회전 동력 전달판(234)의 가장 자리 영역에서 회전 동력 전달판(234)의 통과 홀(223) 가까이에 위치되는 복수의 캠 홈(226)과, 회전 동력 전달판(234)의 가장 자리 영역에서 회전 동력 전달판(234)의 통과 홀(223)로부터 멀리에 위치되어 멜트 공급함(210)의 개별 체결 홈(208)과 마주하는 체결 홀(229)을 갖는다. The rotational power transmission plate 234 is formed in a donut shape, as shown in FIG. 8, and a through hole 223 penetrating the rotational column 120 in the central region of the rotational power transmission plate 234, A plurality of cam grooves 226 located near the through hole 223 of the rotation power transmission plate 234 in the edge region of the rotation power transmission plate 234, and in the edge region of the rotation power transmission plate 234 It is located far from the through hole 223 of the rotation power transmission plate 234 and has a fastening hole 229 facing the individual fastening groove 208 of the melt supply box 210.

상기 회전 동력 전달판(234)과 멜트 공급함(210)은 개별 체결 홈(208)과 체결 홀(229)에 고정 부재(도면에 미도시)를 삽입하여 서로에 대해 고정될 수 있다. 상기 회전 동력 인가판(250)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 회전 동력 전달판(234)보다 더 작은 직경을 가지면서 도우넛 형상으로 이루어지고, 회전 동력 인가판(250)의 중앙 영역에서 상기 캠축(168)과 다각으로 맞대응하여 캠축(168)과 접촉하고 캠축(168)을 관통시키는 캠 홀(244)을 가지고, 회전 동력 인가판(250)의 가장 자리 영역에서 일 면으로부터 돌출하여 회전 동력 전달판(234)의 개별 캠 홈(226)에 삽입되는 캠 돌기(248)를 갖는다.The rotational power transmission plate 234 and the melt supply box 210 may be fixed to each other by inserting a fixing member (not shown in the drawing) into the respective fastening groove 208 and the fastening hole 229. As shown in FIG. 9, the rotation power application plate 250 is formed in a donut shape while having a smaller diameter than the rotation power transmission plate 234, and in the central region of the rotation power application plate 250 It has a cam hole 244 which is in contact with the camshaft 168 and penetrates the camshaft 168 in abutting correspondence with the camshaft 168 at multiple angles, and protrudes from one side of the edge region of the rotation power application plate 250 to rotate power. It has a cam projection 248 inserted into the individual cam groove 226 of the transmission plate 234.

상기 회전 동력 인가판(250)의 캠 돌기(248)는, 도 3 및 도 10을 고려해 볼 때 회전 기둥(120)의 정 회전(R1) 동안, 회전 동력 전달판(234)에서 하나의 캠 홈(226)에 채워져 회전 기둥(120)의 토오크를 회전 동력 전달판(234)과 멜트 공급함(210)에 인가하고, 회전 기둥(120)의 역 회전(R2) 동안, 상하 방향(M)을 따라 이동된 후 하나의 캠 홈(226)으로부터 분리된 상태로 회전되어 회전 동력 전달판(234)에서 하나의 캠 홈(226)에 인접되는 다른 캠 홈(226)에 채워진다.The cam protrusion 248 of the rotation power application plate 250 is one cam groove in the rotation power transmission plate 234 during the forward rotation (R1) of the rotation column 120 when considering FIGS. 3 and 10 Filled in 226 to apply the torque of the rotating pillar 120 to the rotating power transmission plate 234 and the melt supply box 210, and during the reverse rotation (R2) of the rotating pillar 120, along the vertical direction (M) After being moved, it is rotated in a state separated from one cam groove 226 and filled in another cam groove 226 adjacent to one cam groove 226 in the rotation power transmission plate 234.

이와 유사하게, 상기 회전 동력 인가판(250)의 캠 돌기(248)는, 본원발명의 제2 실시예에 따라 회전 동력 전달판(234)과 유사한 구조를 가지는 회전 동력 전달판(238)과 접촉될 수 있다. Similarly, the cam protrusion 248 of the rotation power application plate 250 contacts the rotation power transmission plate 238 having a structure similar to the rotation power transmission plate 234 according to the second embodiment of the present invention. Can be.

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 회전 동력 인가판(250)의 캠 돌기(248)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 회전 동력 전달판(238)에서 하나의 캠 홈(227)을 형성하는 일측 검림 돌기와 타측 걸림 돌기 사이에 위치되는 때, 회전 기둥(120)의 정 회전(R1) 동안, 일측 걸림 돌기에서 단차대에 걸려 회전 기둥(120)의 토오크를 회전 동력 전달판(238)과 멜트 공급함(210)에 인가하고, 회전 기둥(120)의 역 회전 동안, 타측 걸림 돌기에서 미끄럼대를 따라 슬라이딩되어 하나의 캠 홈(227)에 인접되는 다른 캠 홈(227)으로 이동할수 있다.In more detail, the cam protrusion 248 of the rotation power applying plate 250 is one side forming one cam groove 227 in the rotation power transmission plate 238, as shown in FIG. 11. When positioned between the geomrim protrusion and the other locking protrusion, during the forward rotation (R1) of the rotating column 120, the torque of the rotating column 120 is caught by the stepped at one locking protrusion and the rotation power transmission plate 238 and melt supply It is applied to 210, and during the reverse rotation of the rotating pillar 120, the other locking protrusion slides along the slide to move to the other cam groove 227 adjacent to one cam groove 227.

여기서, 상기 캠 돌기(248)는, 타측 걸림 돌기에서 직각 삼각형의 빗변 부분에 해당하는 미끄럼대 상에 점선 형상(248a)으로 도시될 수 있다.Here, the cam protrusion 248 may be shown in a dotted line shape 248a on a slide corresponding to a hypotenuse part of a right triangle in the other locking protrusion.

다음으로, 도 12 및 도 13은 도 3의 수직형 액상 에피텍셜 장치의 사용 방법을 설명해주는 개략도이다.Next, FIGS. 12 and 13 are schematic diagrams illustrating a method of using the vertical liquid epitaxial device of FIG. 3.

도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 수직형 액상 에피텍셜 장치(260)가 도 3과 같이 준비될 수 있다. 상기 수직형 액상 에피텍셜 장치(260)는, 반응관(110)의 내부에 회전 기둥(120)과 멜트 수거함(150)과 기판 수용체(170)와 멜트 공급함(210)과 회전 동력 전달판(234)과 회전 동력 인가판(250)을 포함한다.12 and 13, the vertical liquid epitaxial device 260 may be prepared as shown in FIG. 3. The vertical liquid epitaxial device 260 includes a rotating column 120, a melt collection box 150, a substrate container 170, a melt supply box 210, and a rotation power transmission plate 234 inside the reaction tube 110. ) And a rotational power applying plate 250.

여기서, 상기 기판 수용체(170)는 기판 수용 하우징(165)의 수용 트랜치(163)에 기판 캐리어(194)를 미리 로딩시키고, 상기 멜트 공급함(210)은 복수의 멜트 수용 그루브(206) 중 개별 멜트 수용 그루브(206)에서 단원자 금속과 이원자 이상의 화합물 반도체와 이들의 혼합체 중 적어도 하나를 녹여 개별 멜트 수용 그루브(206)에 용융체(melt; 274)를 미리 구비한다고 가정한다.Here, the substrate receptor 170 preloads the substrate carrier 194 in the receiving trench 163 of the substrate receiving housing 165, and the melt supply box 210 is an individual melt among the plurality of melt receiving grooves 206 It is assumed that at least one of a monoatomic metal, a compound semiconductor of more than two atoms and a mixture thereof is melted in the receiving groove 206 and a melt 274 is provided in advance in the individual melt receiving groove 206.

다음으로, 상기 수직형 액상 에피텍셜 장치(260)의 구동 동안, 상기 회전 기둥(120)은 역 회전(도 3의 R2)되어 멜트 수거함(150)와 멜트 공급함(210)과 회전 동력 전달판(234)에 대해 기판 수용체(170)와 회전 동력 인가판(250)을 상대적으로 회전시킬 수 있다. 여기서, 상기 기판 수용체(170)의 가이드 홀(166)은 멜트 공급함(210)의 슬릿 노즐(204)로부터 이격하고, 상기 기판 수용체(170)의 유출홀(162)은 멜트 수거함(150)의 수거홀(147)과 마주한다. Next, during the driving of the vertical liquid epitaxial device 260, the rotating pillar 120 is rotated in reverse (R2 in Fig. 3), and the melt collection box 150, the melt supply box 210, and the rotation power transmission plate ( The substrate receptor 170 and the rotation power applying plate 250 may be relatively rotated with respect to 234. Here, the guide hole 166 of the substrate container 170 is separated from the slit nozzle 204 of the melt supply box 210, and the outlet hole 162 of the substrate container 170 is collected by the melt collection box 150. It faces the hole 147.

따라서, 상기 기판 수용체(170)는 화살표(도 5의 162F)를 따라 멜트 수거함(150)에 용융체(278)를 공급한다. 좀 더 상세하게는, 상기 용융체(278)는 기판 수용체(170)로부터 시작하여 도 5의 화살표(162F)와 도 4의 화살표(147F)를 따라 순차적으로 흘러 멜트 수거함(150)의 수거 홈(141)을 채울 수 있다.Accordingly, the substrate receptor 170 supplies the melt 278 to the melt collection box 150 according to an arrow (162F in FIG. 5). In more detail, the melt 278 starts from the substrate container 170 and flows sequentially along the arrow 162F of FIG. 5 and the arrow 147F of FIG. 4, starting from the substrate container 170, and the collection groove 141 of the melt collection box 150. ) Can be filled.

상기 용융체(274)는 기판 수용체(170)의 수용 트랜치(163)에서 복수의 기판을 감싸서 개별 기판(183) 상에 에피층을 성장시킬 수 있다. 계속해서, 상기 수직형 액상 에피텍셜 장치(260)의 구동 동안, 상기 회전 기둥(120)은 정 회전(도 3의 R1)되어 멜트 수거함(150)에 대해 기판 수용체(170)와 멜트 공급함(210)과 회전 동력 전달판(234)과 회전 동력 인가판(250)을 상대적으로 회전시킬 수 있다.The melt 274 may surround a plurality of substrates in the receiving trench 163 of the substrate receptor 170 to grow an epitaxial layer on the individual substrate 183. Subsequently, while the vertical liquid epitaxial device 260 is being driven, the rotating pillar 120 is rotated forward (R1 in FIG. 3), and the substrate container 170 and the melt supply box 210 for the melt collection box 150 ) And the rotation power transmission plate 234 and the rotation power application plate 250 may be relatively rotated.

여기서, 상기 기판 수용체(170)의 유출 홀(162)은 멜트 수거함(150)의 수거 홀(147)로부터 이격하고, 상기 기판 수용체(170)의 가이드 홀(166)은 멜트 공급함(210)의 슬릿 노즐(204)과 마주한다. 따라서, 상기 멜트 공급함(210)은 화살표(도 7의 204F)를 따라 기판 수용체(170)에 용융체(274)를 공급한다. 좀 더 상세하게는, 상기 용융체(274)는 멜트 공급함(210)으로부터 시작하여 도 7의 화살표(204F)와 도 5의 화살표들(166F, 164F)을 따라 순차적으로 흘러 기판 수용체(170)의 수용 트랜치(163)를 채울 수 있다.Here, the outflow hole 162 of the substrate container 170 is spaced apart from the collection hole 147 of the melt collection box 150, and the guide hole 166 of the substrate container 170 is a slit of the melt supply box 210 It faces the nozzle 204. Accordingly, the melt supply box 210 supplies the melt 274 to the substrate container 170 along an arrow (204F in FIG. 7 ). More specifically, the melt 274 starts from the melt supply box 210 and flows sequentially along the arrows 204F of FIG. 7 and the arrows 166F and 164F of FIG. 5 to accommodate the substrate receptor 170. The trench 163 can be filled.

이후로, 상기 회전 기둥(120)은, 수직형 액상 에피텍셜 장치(260)의 구동 동안, 정 회전(R1)과 역 회전(R2)을 반복하여 개별 기판(183) 상에 에피층을 다수로 형성시키도록 회전될 수 있다.

* 본 연구는 산업통상자원부(MOTIE)와 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구 과제입니다.(No. 20173030019130)
Thereafter, the rotating pillar 120 repeats the forward rotation R1 and the reverse rotation R2 while driving the vertical liquid epitaxial device 260 to form a plurality of epilayers on the individual substrates 183. Can be rotated to form.

* This research was conducted with the support of the Ministry of Trade, Industry and Energy (MOTIE) and the Korea Institute of Energy Technology Evaluation (KETEP) (No. 20173030019130).

110; 반응관, 120; 회전 기둥
130; 턱 받침, 150; 멜트 수거함
170; 기판 수용체, 194; 기판 캐리어
210; 멜트 공급함, 234; 회전 동력 전달판
250; 회전 동력 인가판, 260; 수직형 액상 에피텍셜 장치110; Reaction tube, 120; Rotating pillar
130; Chin rest, 150; Melt collection box
170; Substrate receptor, 194; Substrate carrier
210; Melt feeder, 234; Rotating power transmission plate
250; Rotation power application plate, 260; Vertical liquid epitaxial device

Claims (19)

수직 원통으로 이루어진 반응관;
상기 반응관의 내부에 위치되는 회전 기둥;
상기 반응관의 내부에서 상기 회전 기둥을 둘러싸며 상기 반응관에 탈부착되는 멜트(melt) 수거함;
상기 반응관의 상기 내부에서 상기 멜트 수거함 상에 위치되어 하부측에서 상기 회전 기둥에 결합되고 상부측에서 기둥 형상으로 이루어진 캠축을 가지는 기판 수용체;
상기 기판 수용체 상에서 상기 캠축을 둘러싸고 상기 캠축 주위에 복수의 멜트 수용 그루브를 가지는 멜트 공급함;
상기 멜트 공급함 상에서 상기 캠축을 둘러싸고 상기 멜트 공급함에 결합되어 상기 멜트 공급함을 덮는 회전 동력 전달판; 및
상기 회전 동력 전달판 상에서 상기 캠축을 둘러싸면서 상기 회전 동력 전달판에 단속적으로 결합되는 회전 동력 인가판을 포함하고,
상기 기판 수용체는, 상기 회전 기둥의 회전 시, 상기 캠축을 통해 상기 멜트 공급함과 상기 회전 동력 전달판과 상기 회전 동력 인가판을 회전시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
A reaction tube made of a vertical cylinder;
A rotating pillar positioned inside the reaction tube;
A melt collection box that surrounds the rotating column inside the reaction tube and is attached to and detached from the reaction tube;
A substrate receptor located on the melt collection box in the reaction tube, coupled to the rotating column at a lower side, and having a camshaft formed in a column shape at an upper side;
A melt supply box surrounding the camshaft on the substrate receptor and having a plurality of melt receiving grooves around the camshaft;
A rotational power transmission plate surrounding the camshaft on the melt supply box and coupled to the melt supply box to cover the melt supply box; And
Comprising a rotation power applying plate intermittently coupled to the rotation power transmission plate while surrounding the camshaft on the rotation power transmission plate,
The substrate receptor is a vertical liquid epitaxial device that rotates the melt supply box, the rotation power transmission plate, and the rotation power application plate through the camshaft when the rotation pillar rotates.
 제1 항에 있어서,
상기 회전 기둥은,
상기 멜트 수거함의 중앙 영역을 관통하여 상기 기판 수용체에 탈부착되거나 고정되고,
상기 기판 수용체와 함께, 상기 멜트 공급함에서 개별 멜트 수용 그루브를 소정 각도로 정회전시키고,
상기 멜트 공급함의 상기 개별 멜트 수용 그루브의 정회전 후, 상기 멜트 공급함에 대해 상기 기판 수용체를 상기 소정 각도로 역회전시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 1,
The rotating pillar,
It penetrates through the central region of the melt collection box and is attached to or fixed to the substrate receptor,
Together with the substrate container, the individual melt receiving grooves are rotated forward at a predetermined angle in the melt supply box,
A vertical liquid epitaxial device for rotating the substrate receptor at the predetermined angle with respect to the melt supply box after forward rotation of the individual melt receiving grooves of the melt supply box.
 제2 항에 있어서,
상기 회전 기둥은, 상기 멜트 공급함의 상기 개별 멜트 수용 그루브의 상기 정회전 동안, 상기 멜트 수거함에 대해 상기 기판 수용체와 상기 멜트 공급함과 상기 회전 동력 전달판과 상기 회전 동력 인가판을 상대적으로 회전시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 2,
The rotating pillar is a vertical for relatively rotating the substrate receptor, the melt supply box, the rotation power transmission plate and the rotation power application plate with respect to the melt collection box during the forward rotation of the individual melt receiving groove of the melt supply box. Type liquid epitaxial device.
 제2 항에 있어서,
상기 회전 기둥은, 상기 기판 수용체의 역회전 동안, 상기 회전 동력 전달판으로부터 상기 회전 동력 인가판의 분리 상태에서, 상기 멜트 수거함과 상기 멜트 공급함과 상기 회전 동력 전달판에 대해 상기 기판 수용체 및 상기 회전 동력 인가판을 상대적으로 회전시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 2,
The rotating pillar, while the rotation power transmission plate is separated from the rotation power transmission plate during reverse rotation of the substrate receptor, the substrate receptor and the rotation with respect to the melt collection box, the melt supply box, and the rotation power transmission plate Vertical liquid epitaxial device that relatively rotates the power application plate.
 제1 항에 있어서,
상기 멜트 수거함은,
측면에서 볼 때, 원통 형상으로 이루어지고,
상기 반응관의 길이 방향을 따라 순차적으로 적층되는 멜트 수거 용기와 용기 덮개를 포함하고,
상기 멜트 수거 용기와 상기 용기 덮개의 중앙 영역에 상기 회전 기둥을 관통시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 1,
The melt collection box,
When viewed from the side, it has a cylindrical shape,
It includes a melt collection container and a container cover sequentially stacked along the longitudinal direction of the reaction tube,
A vertical liquid epitaxial device penetrating the rotating pillar through a central region of the melt collection container and the container lid.
 제5 항에 있어서,
상기 멜트 수거 용기는,
내부 관과, 상기 내부 관을 둘러싸는 외부 관을 포함하고,
상기 반응관의 길이 방향을 따라 볼 때 상기 외부관 보다 더 긴 상기 내부 관을 가지고,
상기 멜트 수거 용기의 하부 측에서 상기 외부관의 내 측벽을 따라 상기 외부 관의 상기 내 측벽과 상기 내부 관의 외 측벽을 연결하여 상기 외부 관과 상기 내부 관 사이에 수거 홈과 상기 내부 관의 중앙 영역에 관통 홀을 가지고,
상기 외부 관의 외측 벽에서 상부 측에 상기 외부 관의 둘레를 따라 위치되는 걸이 턱을 통해 상기 반응관의 턱 받침에 걸쳐지는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 5,
The melt collection container,
An inner tube and an outer tube surrounding the inner tube,
It has the inner tube longer than the outer tube when viewed along the longitudinal direction of the reaction tube,
A collection groove between the outer tube and the inner tube by connecting the inner side wall of the outer tube and the outer side wall of the inner tube along the inner side wall of the outer tube at the lower side of the melt collection container and the center of the inner tube Have a through hole in the area,
A vertical liquid epitaxial device spanning the chin rest of the reaction tube through a hook jaw positioned along the circumference of the outer tube on an upper side of the outer wall of the outer tube.
 제6 항에 있어서,
상기 용기 덮개는,
도우넛 형상으로 이루어지고,
상기 용기 덮개의 중앙 영역에 삽입 홀과 상기 용기 덮개의 가장 자리 영역에 수거 홀을 가지고,
상기 용기 덮개의 상기 삽입 홀에 상기 멜트 수거 용기의 상기 내부 관을 억지로 끼워 상기 멜트 수거 용기의 상기 수거 홈을 덮고,
상기 용기 덮개의 상기 수거 홀을 통해 상기 멜트 수거 용기의 상기 수거 홈을 외부에 노출시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 6,
The container cover,
It is made in a donut shape,
Having an insertion hole in the center area of the container cover and a collection hole in the edge area of the container cover,
Forcibly inserting the inner tube of the melt collection container into the insertion hole of the container cover to cover the collection groove of the melt collection container,
A vertical liquid epitaxial device for exposing the collection groove of the melt collection container to the outside through the collection hole of the container cover.
 제1 항에 있어서,
상기 기판 수용체는,
측면에서 볼 때, 다단의 원기둥으로 이루어지고,
상기 반응관의 길이 방향을 따라 순차적으로 적층되어 서로에 대해 탈부착되는 기판 수용 하우징과 하우징 커버를 포함하고,
상기 기판 수용 하우징의 하부 측에 상기 회전 기둥을 접촉시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 1,
The substrate receptor,
When viewed from the side, it consists of multi-stage cylinders,
It includes a substrate receiving housing and a housing cover that are sequentially stacked along the longitudinal direction of the reaction tube to be attached and detached from each other,
A vertical liquid epitaxial device for contacting the rotating pillar on a lower side of the substrate receiving housing.
 제8 항에 있어서,
상기 기판 수용 하우징은,
원통으로 이루어지고,
상기 기판 수용 하우징의 중앙 영역에, 흑연보트와 함께 상기 흑연 보트에 복수로 직립되게 세워지는 기판을 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)시키는 수용 트랜치를 가지고,
상기 기판 수용 하우징의 상기 수용 트랜치의 주변에 유도 홀, 그리고 상기 기판 수용 하우징의 상기 수용 트랜치의 바닥에 유입 홀과 유출 홀을 가지고,
상기 기판 수용 하우징의 상기 수용 트랜치의 주변에서 상기 유도 홀과 상기 유입 홀을 연통시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 8,
The substrate receiving housing,
Consists of a cylinder,
In a central region of the substrate receiving housing, a receiving trench for loading or unloading a plurality of substrates erected upright on the graphite boat together with the graphite boat is provided,
A guide hole around the receiving trench of the substrate receiving housing, and an inlet hole and an outlet hole at the bottom of the receiving trench of the substrate receiving housing,
A vertical liquid epitaxial device communicating the induction hole and the inflow hole around the receiving trench of the substrate receiving housing.
 제9 항에 있어서,
상기 하우징 커버는,
역 'T'자의 형상으로 이루어지고,
상기 기판 수용 하우징을 덮는 원형의 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트 상에 위치되어 상기 커버 플레이트로부터 시작하여 상기 반응관의 길이 방향을 따라 연장하는 상기 캠축을 가지고,
상기 커버 플레이트는,
상기 기판 수용 하우징의 상기 유도 홀과 마주하는 가이드 홀을 가지는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 9,
The housing cover,
It is made in the shape of an inverted'T',
A circular cover plate covering the substrate receiving housing, and the camshaft positioned on the cover plate and extending along a longitudinal direction of the reaction tube starting from the cover plate,
The cover plate,
A vertical liquid epitaxial device having a guide hole facing the guide hole of the substrate receiving housing.
 제10 항에 있어서,
상기 캠축은,
다각 기둥으로 이루어지고,
상기 멜트 공급함과 상기 회전 동력 전달판에 대해 겉돌고,
상기 회전 동력 인가판과 다각으로 맞대어 접촉하여 상기 회전 동력 인가판을 회전시키는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 10,
The camshaft,
It consists of multiple columns,
The melt supply box and the rotating power transmission plate,
A vertical liquid epitaxial device for rotating the rotation power application plate by contacting the rotation power application plate at multiple angles.
 제10 항에 있어서,
상기 회전 기둥은,
상기 회전 기둥의 정 회전 후, 상기 커버 플레이트의 상기 가이드 홀을 통해 상기 기판 수용 하우징과 상기 멜트 공급함을 연통시키고,
상기 회전 기둥의 역 회전 후, 상기 기판 수용 하우징의 상기 유출 홀을 통해 상기 기판 수용 하우징과 상기 멜트 수거함을 연통시키고,
상기 회전 기둥의 정 회전은, 상기 멜트 공급함에서 개별 멜트 수용 그루브를 소정 각도로 회전시킨 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 10,
The rotating pillar,
After normal rotation of the rotating pillar, the substrate receiving housing and the melt supply box are communicated through the guide hole of the cover plate,
After reverse rotation of the rotating pillar, the substrate receiving housing and the melt collection box are communicated through the outlet hole of the substrate receiving housing,
The forward rotation of the rotating pillar is a vertical liquid epitaxial device in which individual melt receiving grooves are rotated at a predetermined angle in the melt supply box.
 제1 항에 있어서,
상기 멜트 공급함은,
원통으로 이루어지고,
상기 멜트 공급함의 중앙 영역에 상기 기판 수용체의 상기 캠축을 지나가게하는 경유 홀과, 상기 멜트 공급함의 상기 경유 홀 주변에 위치되어 화합물 반도체용 다양한 재료로 채워지는 상기 복수의 멜트 수용 그루브와, 상기 멜트 공급함의 개별 멜트 수용 그루브의 바닥에 위치되는 슬릿 노즐과, 상기 멜트 공급함에서 상기 복수의 멜트 수용 그루브 사이에 위치되는 복수의 체결 홈을 가지는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 1,
The melt supply box,
Consists of a cylinder,
A via hole for passing the camshaft of the substrate container in the central region of the melt supply box, the plurality of melt receiving grooves positioned around the via hole of the melt supply box and filled with various materials for compound semiconductors, and the melt A vertical liquid epitaxial device having a slit nozzle positioned at the bottom of individual melt receiving grooves of a supply box, and a plurality of fastening grooves positioned between the plurality of melt receiving grooves in the melt supply box.
 제13 항에 있어서,
상기 멜트 공급함에서 상기 슬릿 노즐은,
상기 복수의 멜트 수용 그루브에서, 상기 개별 멜트 수용 그루브 마다 동일 장소 또는 다른 장소에 위치되거나 상기 개별 멜트 수용 그루브 마다 동일한 크기 또는 다른 크기로 위치되는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 13,
In the melt supply box, the slit nozzle,
In the plurality of melt receiving grooves, a vertical liquid epitaxial device positioned at the same or different locations for each of the individual melt receiving grooves, or at the same size or different sizes for each of the individual melt receiving grooves.
 제13 항에 있어서,
상기 멜트 공급함에서 상기 슬릿 노즐은,
상기 회전 기둥의 정회전 후, 상기 기판 수용체와 연통하고,
상기 회전 기둥의 역 회전 후, 상기 기판 수용체에 의해 막히고,
상기 회전 기둥의 정 회전은,
상기 멜트 공급함에서 개별 멜트 수용 그루브를 소정 각도로 회전시킨 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 13,
In the melt supply box, the slit nozzle,
After normal rotation of the rotating pillar, it communicates with the substrate receptor,
After reverse rotation of the rotating pillar, it is blocked by the substrate receptor,
The forward rotation of the rotating pillar,
Vertical liquid epitaxial device in which individual melt receiving grooves are rotated at a predetermined angle in the melt supply box.
 제13 항에 있어서,
상기 회전 동력 전달판은,
도우넛 형상으로 이루어지고,
상기 회전 동력 전달판의 중앙 영역에 상기 회전 기둥을 관통시키는 통과 홀과, 상기 회전 동력 전달판의 가장 자리 영역에서 상기 회전 동력 전달판의 상기 통과 홀 가까이에 위치되는 복수의 캠 홈과, 상기 회전 동력 전달판의 가장 자리 영역에서 상기 회전 동력 전달판의 상기 통과 홀로부터 멀리에 위치되어 상기 멜트 공급함의 개별 체결 홈과 마주하는 체결 홀을 가지고,
상기 회전 동력 전달판과 상기 멜트 공급함은 상기 개별 체결 홈과 상기 체결 홀에 고정 부재를 삽입하여 서로에 대해 고정되는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 13,
The rotational power transmission plate,
It is made in a donut shape,
A through hole penetrating the rotating pillar in a central region of the rotation power transmission plate, a plurality of cam grooves positioned near the through hole of the rotation power transmission plate in an edge region of the rotation power transmission plate, and the rotation It has a fastening hole located far from the through hole of the rotating power transmission plate in the edge region of the power transmission plate and facing the individual fastening grooves of the melt supply box,
The rotational power transmission plate and the melt supply box are vertical liquid epitaxial devices that are fixed to each other by inserting a fixing member into the individual fastening groove and the fastening hole.
 제16 항에 있어서,
상기 회전 동력 인가판은,
상기 회전 동력 전달판보다 더 작은 직경을 가지면서 도우넛 형상으로 이루어지고,
상기 회전 동력 인가판의 중앙 영역에서 상기 캠축과 다각으로 맞대응하여 상기 캠축과 접촉하고 상기 캠축을 관통시키는 캠 홀을 가지고,
상기 회전 동력 인가판의 가장 자리 영역에서 일 면으로부터 돌출하여 상기 회전 동력 전달판의 개별 캠 홈에 삽입되는 캠 돌기를 가지는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 16,
The rotational power application plate,
It is made in a donut shape while having a smaller diameter than the rotation power transmission plate,
In a central region of the rotational power application plate, the camshaft is in contact with the camshaft at multiple angles to contact the camshaft and has a cam hole through the camshaft,
A vertical liquid epitaxial device having a cam protrusion protruding from one surface in an edge region of the rotation power applying plate and inserted into an individual cam groove of the rotation power transmission plate.
 제17 항에 있어서,
상기 회전 동력 인가판의 상기 캠 돌기는,
상기 회전 기둥의 정 회전 동안, 상기 회전 동력 전달판에서 하나의 캠 홈에 채워져 상기 회전 기둥의 토오크를 상기 회전 동력 전달판과 상기 멜트 공급함에 인가하고,
상기 회전 기둥의 역 회전 동안, 상기 하나의 캠 홈으로부터 분리된 상태로 회전되어 상기 회전 동력 전달판에서 상기 하나의 캠 홈에 인접되는 다른 캠 홈에 채워지는 수직형 액상 에피텍셜 장치.
The method of claim 17,
The cam protrusion of the rotation power applying plate,
During the forward rotation of the rotational column, the rotational power transmission plate is filled in one cam groove to apply the torque of the rotational column to the rotational power transmission plate and the melt supply,
During the reverse rotation of the rotating pillar, the vertical liquid epitaxial device is rotated in a state separated from the one cam groove and filled in the other cam groove adjacent to the one cam groove in the rotation power transmission plate.
 제17 항에 있어서,
상기 회전 동력 인가판의 상기 캠 돌기는,
상기 회전 동력 전달판에서 하나의 캠 홈을 형성하는 일측 검림 돌기와 타측 걸림 돌기 사이에 위치되는 때,
상기 회전 기둥의 정 회전 동안, 상기 일측 걸림 돌기에서 단차대에 걸려 상기 회전 기둥의 토오크를 상기 회전 동력 전달판과 상기 멜트 공급함에 인가하고,
상기 회전 기둥의 역 회전 동안, 상기 타측 걸림 돌기에서 미끄럼대를 따라 슬라이딩되어 상기 하나의 캠 홈에 인접되는 다른 캠 홈으로 이동하는 수직형 액상 에피텍셜 장치.

The method of claim 17,
The cam protrusion of the rotation power applying plate,
When positioned between one side of the detection protrusion and the other side locking protrusion forming one cam groove in the rotation power transmission plate,
During the forward rotation of the rotating pillar, the torque of the rotating pillar is applied to the rotation power transmission plate and the melt supply box by being caught on a stepped portion at the one locking protrusion,
During the reverse rotation of the rotating pillar, the vertical liquid epitaxial device slides along the slide from the other locking protrusion to move to another cam groove adjacent to the one cam groove.
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