KR20110075352A - 박막 형성 장치 - Google Patents

박막 형성 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110075352A
KR20110075352A KR1020090131785A KR20090131785A KR20110075352A KR 20110075352 A KR20110075352 A KR 20110075352A KR 1020090131785 A KR1020090131785 A KR 1020090131785A KR 20090131785 A KR20090131785 A KR 20090131785A KR 20110075352 A KR20110075352 A KR 20110075352A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
growth
source region
region
heating unit
reaction tube
Prior art date
Application number
KR1020090131785A
Other languages
English (en)
Inventor
이혜용
최영준
김정규
황현희
김진훈
장현수
오해곤
Original Assignee
주식회사루미지엔테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사루미지엔테크 filed Critical 주식회사루미지엔테크
Priority to KR1020090131785A priority Critical patent/KR20110075352A/ko
Publication of KR20110075352A publication Critical patent/KR20110075352A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0209—Pretreatment of the material to be coated by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4402—Reduction of impurities in the source gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

본 발명은 내부 공간에 소스 영역과 성장 영역이 마련된 반응관과, 상기 반응관의 외측에 마련되어 상기 소스 영역을 가열하는 소스 영역 가열부와, 상기 반응관의 외측에 마련되어 상기 성장 영역을 가열하는 성장 영역 가열부와, 상기 소스 영역으로 원료 물질을 공급하는 소스 공급부; 및 상기 소스 영역 가열부와, 상기 성장 영역 가열부 사이에 배치되어, 두 영역의 열적 간섭을 줄여주는 적어도 하나 이상의 통기구가 마련된 단열 부재를 포함하는 박막 형성 장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명은 소스 영역과 성장 영역 사이의 열적 간섭을 최소화하고, 소스 영역과 성장 영역 사이에 온도 구배를 급격하게 형성하기 위한 적어도 하나 이상의 통기구가 마련된 단열 부재를 구비한다. 따라서, 소스 영역의 온도 분포를 낮게 유지함으로써 반응 가스들이 소스 영역에서 서로 반응하지 않고 성장 영역으로 공급되게 하고, 급격한 온도 구배를 통해 성장 영역으로 공급된 반응 가스의 반응성을 높여줌으로써 성장 속도를 향상시킬 수 있다.
HVPE, 박막 증착, 반응관, 온도 구배

Description

박막 형성 장치{APPARATUS FOR DEPOSITING THIN LAYER}
본 발명은 박막 형성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소스 영역에서 형성한 반응 가스를 성장 영역으로 유동시켜 기판 상에 원하는 박막을 형성하는 박막 형성 장치에 관한 것이다.
Ⅲ-V족을 기반으로 하는 반도체 재료는 에너지 밴드 갭(band gap)이 커서 자외선 영역에서 청색에 이르는 넓은 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 광소자 재료로 많은 주목을 받고 있다.
상기 반도체 재료는 에피탁시(epitaxy) 형태로 성장시켜 사용하고 있으며, 대표적인 방법으로는 MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)법, MBE(Molecular Beam Epitaxy)법 및 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)법 등이 사용되고 있다.
상기 MOCVD 또는 MBE법은 고품질의 반도체 에피탁시를 성장시키는데 매우 유리한 장점을 가지고 있으나 반도체 재료를 제조하기 위한 비용이 많이 들뿐만 아니라 반도체 재료의 성장속도가 느리다는 단점이 있다. 반면, HVPE법은 상대적으로 에피탁시 특성은 떨어지지만 저렴한 가격으로 반도체 재료를 제조할 수 있고, 반도 체 재료의 성장 속도가 빨라 질화갈륨 막과 같은 Ⅲ족 원소로 구성된 막의 제조에 유리한 것으로 알려져 있다.
한편, 종래의 HVPE 장비는 내부 공간에 소스 영역과 성장 영역이 마련되고, 소스 영역과 성장 영역의 외측 둘레에 각각 가열 히터가 마련되는 가열로를 구비한다. 상기 소스 영역으로 공급된 원료 물질 및 각종 가스는 가열되어 반응 가스를 형성하고, 반응 가스는 성장 영역으로 유동되어 기판 상에 원하는 박막을 형성한다.
그러나, 이러한 HVPE 장비는 소스 영역과 성장 영역의 온도 구배가 명확하지 않아 여러 문제점이 발생 된다. 즉, 상대적으로 온도가 높게 유지되는 성장 영역에서 소스 영역으로 열이 전달되기 때문에 소스 영역의 후단은 원래 온도보다 높게 유지된다. 이로 인해, 소스 영역의 후단(또는 소스 영역과 성장 영역의 연결 영역)에서 일부 반응 가스들이 서로 반응하여 이곳에 다결정을 생성함으로써 성장 영역에서 막 성장율이 낮아지는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 다결정은 반복되는 성막 공정 중에 파티클(particle) 또는 이물질로 작용하여 성장 영역에서 막 결정성이 저하되는 원인이 된다.
본 발명은 반응관 내의 원치않는 영역에서 반응 가스들이 결정화되는 것을 최소화함으로써, 성장 영역에서 막 성장율이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 박막 형성 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 반응관 내의 원치 않는 영역에서 반응 가스들이 결정화되는 것을 방지함으로써 반응관 내의 잠재적인 파티클 또는 이물질 요소를 최소화하여 막 결정성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 박막 형성 장치를 제공한다.
본 발명의 일측 측면에 따른 박막 형성 장치는, 내부 공간에 소스 영역과 성장 영역이 마련된 반응관; 상기 반응관의 외측에 마련되어 상기 소스 영역을 가열하는 소스 영역 가열부; 상기 반응관의 외측에 마련되어 상기 성장 영역을 가열하는 성장 영역 가열부; 상기 소스 영역으로 원료 물질을 공급하는 소스 공급부; 및 상기 소스 영역 가열부와 상기 성장 영역 가열부 사이에 배치되어, 두 영역의 열적 간섭을 줄여주는 단열 부재; 를 포함한다.
상기 단열 부재는 몸체가 관통되어 형성한 적어도 하나의 통기구를 포함할 수 있다. 또는, 상기 단열 부재는 몸체가 분리되어 형성된 적어도 하나의 통기구를 포함할 수 있다. 또는, 상기 단열 부재는 몸체가 관통되어 형성된 통기구 및 몸체가 분리되어 형성된 통기구 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 단열 부재는 상기 소스 영역 가열부 전단 및 상기 성장 영역 가열부 후단 중 적어도 어느 한곳에 배치된 추가 단열 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 추가 단열 부재는 몸체가 관통되어 형성한 적어도 하나의 통기구를 포함할 수 있다. 또는, 상기 추가 단열 부재는 몸체가 분리되어 형성된 적어도 하나의 통기구를 포함할 수 있다. 또는, 상기 추가 단열 부재는 몸체가 관통되어 형성된 통기구 및 몸체가 분리되어 형성된 통기구 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 소스 영역 가열부는 상기 소스 영역을 세분하여 가열하는 복수의 히터를 구비할 수 있다.
상기 성장 영역 가열부는 상기 성장 영역을 세분하여 가열하는 복수의 히터를 구비할 수 있다. 이때, 상기 복수의 히터는 각기 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 소스 영역과 성장 영역 사이의 열적 간섭을 최소화하고, 소스 영역과 성장 영역 사이에 온도 구배를 급격하게 형성하기 위한 단열 부재를 구비한다. 따라서, 소스 영역의 온도 분포를 낮게 유지함으로써 반응 가스들이 소스 영역에서 서로 반응하지 않고 성장 영역으로 공급되게 하고, 급격한 온도 구배를 통해 성장 영역으로 공급된 반응 가스의 반응성을 높여줌으로써 성장 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 소스 영역 전단과 성장 영역 후단에도 단열 부재를 배치하여 온도 균일성을 유지함으로써, 반응 가스들이 원하는 성장 영역의 메인 영역에 놓인 기판 상에서 주로 반응하게 됨으로써, 막 성장율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 반응관 내의 원치 않는 영역에서 반응 가스들이 결정화되는 것을 방지함으로써 반응관 내의 잠재적인 파티클 또는 이물질 요소를 최소화하여 제조되는 막 결정성 및 막 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 형성 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 박막 형성 장치를 수직으로 절취하여 나타낸 횡 단면도이며, 도 3은 도 1의 박막 형성 장치에서 반응관을 제거하여 나타낸 횡 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 박막 형성 장치는, 내부 공간에 소스 영역(Source Zone)(A)과 성장 영역(Growth Zone)(B)이 마련된 반응관(100)과, 상기 반응관(100)의 외측 둘레에 마련되어 상기 소스 영역(A)을 가열하는 소스 영역 가열부(210)와, 상기 반응관(100)의 외측 둘레에 마련되어 상기 성장 영역(B)을 가열하는 성장 영역 가열부(220)와, 상기 소스 영역(A)으로 원료 물질을 공급하는 소스 공급부(400)와, 상기 소스 영역 가열부(210)와 상기 성장 영역 가열부(220) 사이에 배치되어, 두 영역의 열적 간섭을 줄여주는 적어도 하나 이상의 통기구(311)가 마련된 단열 부재(310)를 포함한다.
반응관(100)은 내부가 비어있는 튜브 형태(Tube Type)로 제작되어, 일측 공간에는 원료 물질이 공급되는 소스 영역(A)이 마련되고, 상기 소스 영역(A)과 연결되는 타측 공간에는 기판(G) 상에 막이 성장되는 성장 영역(B)이 마련된다.
상기 반응관(100)의 외측에는 소스 영역(A)을 가열하기 소스 영역 가열 부(210)와, 성장 영역(B)을 가열하기 위한 성장 영역 가열부(220)가 소정거리 이격되어 배치된다. 이때, 소스 영역 가열부(210) 및 성장 영역 가열부(220)는 코어 히터(Core Heater), 또는 판상 히터(Plate Heater) 형태로 형성되어, 상기 반응관(100)의 외측 둘레 전체, 또는 적어도 일부를 둘러싸도록 설치된다. 예를 들어, 상기 반응관(100) 외측 둘레에 코어 히터를 스프링 형태로 권취하거나, 또는 반응관(100) 외측 둘레를 따라 코어 히터를 S자 형태로 배열시킬 수 있다. 또한, 소스 영역 가열부(210) 및 성장 영역 가열부(220)는 소스 영역(A) 및 성장 영역(B)을 세분하여 가열할 수 있도록 복수로 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 소스 영역 가열부(210) 및 성장 영역 가열부(220)는 3개의 세부 영역으로 분할된 소스 영역(A) 및 성장 영역(B)을 분리 가열하기 위한 제 1, 제 2, 제 3 히터(211/212/213, 221/222/223)를 각기 구비한다. 이를 통해, 세부 영역별로 온도 분포 및 가열 조건을 더욱 세밀하게 제어할 수 있고, 또한 독립적으로 제어할 수 있다.
상기 소스 영역(A)에는 외부로부터 증착 원료를 공급하는 소스 공급부(400)가 배치된다. 상기 소스 공급부(400)는 기판(G) 상에 성장시키고자 하는 막의 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예는 Ⅲ-V족의 p형 반도체 막을 형성할 수 있도록 구성되며, 이를 위해 상기 소스 공급부(400)는 저압 상태 또는 진공 상태로 유지되는 반응관(100)의 일측으로 이송 가스(carrier gas) 예를 들어, N2, H2, Ar 등의 불활성 가스를 공급하는 제 1 가스 공급관(410)과, NH3 등의 V족 원소를 포함하는 원료 가스를 공급하는 제 2 가스 공급관(420)을 구비하고, 상 기 제 1 가스 공급관(410)의 중간에 원료 물질, 예를 들어 Ga 등의 Ⅲ족 원소와 Mg 등의 p형 도펀트를 담기 위한 도가니(430)가 설치된다.
상기 성장 영역(B)에는 기판(G)이 안착될 수 있는 기판 지지대(500)가 설치되고, 일측에는 반응관(100)의 내부 배기를 수행하는 배기부(600)가 연결된다. 이때, 기판(G)으로는 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 질화 알류미늄 기판, 산화 아연 기판 등 반도체 막 증착이 가능한 모든 기판이 사용될 수 있다.
도 4는 도 1의 박막 형성 장치의 반응관 외측에 마련된 단열 부재의 사시도이고, 도 5 내지 도 7은 도 4의 단열 부재를 다양하게 변형하여 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단열 부재(310)는 소스 영역 가열부(210)와 성장 영역 가열부(220) 사이의 빈 공간을 채우도록 형성된다. 즉, 단열 부재(310)는 소스 영역 가열부(210)와 성장 영역 가열부(220) 사이에서 반응관(100)의 외측 둘레 전체 또는 적어도 일부를 감싸도록 형성된다. 이러한 단열 부재(310)는 상대적으로 온도가 높은 성장 영역 가열부(220)에서 발생된 열이 상대적으로 온도가 낮은 소스 영역 가열부(210)로 전달되는 것을 최소화시켜 준다. 이로 인해, 소스 영역과 성장 영역 사이의 열적 간섭이 현저히 줄어들어 소스 영역의 온도 분포는 낮게 유지되면서도 소스 영역과 성장 영역 사이에서는 온도 구배가 급격하게 일어난다. 따라서, 소스 영역(A)의 온도 분포를 낮게 유지함으로써 반응 가스들이 소스 영역(A)에서 서로 반응하지 않고 성장 영역(B)으로 공급되게 하고, 급격한 온도 구배를 통해 성장 영역(B)으로 공급된 반응 가스의 반응성을 높여줌으로써 성장 속도를 향상 시킬 수 있다. 그리고, 소스 영역(A)의 후단(또는 소스 영역(A)과 성장 영역(B)의 연결 영역)에서 일부 반응 가스들이 서로 반응하여 이곳에 다결정을 생성함으로써 성장 영역(B)에서 막 성장율이 낮아지는 문제점 및 이러한 다결정이 반복되는 성막 공정 중에 잠재적인 파티클 또는 이물질 요소로 작용하여 제조되는 막 결정성 및 막 품질을 저하시키는 문제점을 동시에 해결할 수 있다.
또한, 상기 단열 부재(310)에는 적어도 하나 이상의 통기구가 마련되며, 상기 통기구(311)는 단열 부재(310)를 감싸는 반응관 하우징(700)을 관통하여 외측으로 연장될 수 있다. 이때, 도 4와 같이 단열 부재(310)의 몸체를 관통시켜 통기구(311)를 형성할 수 있고, 도 5 및 도 6과 같이 단열 부재(310)의 몸체를 분리시켜 통기구(312)를 형성할 수 있다. 또한, 도 7과 같이 단열 부재(310)의 몸체를 관통시켜 형성한 통기구(311) 및 단열 부재(310)의 몸체를 분리시켜 형성한 통기구(312)를 모두 구비할 수도 있다.
이러한 통기구(311) 내부로 대기 중의 공기가 유통 및 순환되어 소스 영역 가열부(210) 또는 성장 영역 가열부(220)로부터 전달된 열이 대기중으로 쉽게 발산될 수 있으므로, 소스 영역(A)과 성장 영역(B) 상호 간의 온도 간섭이 줄어들어 두 영역 사이에서 온도 구배가 급격하게 일어남을 알 수 있다. 따라서, 성장 영역(B)에서의 막 성장율 및 막 결정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 소스 영역(A) 전단과 성장 영역(B)의 후단에 대응하는 반응관(100)의 외측 둘레에도 추가 단열 부재(320,330)가 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 외부 공간과 인접하여 열 손실이 우려되는 소스 영역(A) 전단 및 성장 영역(B) 후 단 영역에서도 목표 온도를 용이하게 유지할 수 있다. 이로 인해, 반응관(100) 내의 원치 않는 공간에서 반응 가스들이 반응하여 막이 형성되는 것을 방지함으로써, 기판(G)이 배치된 성장 영역(B)에서의 메인 영역(B2)에서 주로 막이 성장될 수 있다.
한편, 전술한 소스 영역 가열부(210), 성장 영역 가열부(220) 및 단열 부재(310)의 외측을 감싸 보호하도록 반응관 하우징(700)이 마련된다. 본 실시예에서는 상기 반응관 하우징(700)을 상하 분리형(700a,700b)으로 제작하여 결합시키고, 결합 영역에서 열 손실로 인한 온도 불균일이 발생하지 않도록 결합 부위에 단열 패드(710)를 설치하였다. 또한, 상기 단열 패드(710)는 동작 과정에서 반응관 하우징(100)이 열팽창에 의해 파손되는 것을 방지한다.
이와 같은 구성을 갖는 박막 형성 장치를 통한 박막 증착 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판 지지대(500) 상에 기판(G)을 배치한 후 도가니(430)에 Ⅲ족 원소와 p형 도펀트를 충진한다. 이때, 상기 Ⅲ족 원소로는 Ga 이외에 In 또는 Al 등이 며, 또는 다수의 Ⅲ족 원소를 동시에 사용할 수 있고, p형 도펀트로는 Mg 이외에 Zn, Cd, Be 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 이어, 소스 영역 가열부(210) 및 성장 영역 가열부(220)를 동작시켜 GaN 막이 에피택셜 성장할 수 있도록 기판(G) 온도를 높여준다. 이후, 제 1 가스 공급관(410)을 통해 이송 가스 예를 들어, N2, H2, Ar 등의 불활성 가스를 주입함으로써 도가니(430) 속의 Ⅲ족 원소와 p형 도펀트를 혼 합시켜 기판(G) 상부로 유동시킨다. 또한, 제 2 가스 공급관(420)을 통해 V족 원소를 포함하는 원료 가스 예를 들어, NH3, N2H4를 공급한다. 상기 과정에서 제 1 가스 공급관(410)을 통해 기판(G) 상부로 유동된 Ⅲ족 원소와 p형 도펀트들은 제 2 가스 공급관(420)을 통해 주입된 V족 원소와 반응하여 기판(G) 상에 Ⅲ-V족의 반도체 막을 형성한다.
도 8은 본 발명의 실험예와 비교예에 따른 박막 형성 장치의 소스 영역과 성장 영역의 온도 구배를 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 종래의 박막 형성 장치는 소스 영역(A)과 성장 영역(B) 사이에서 온도 그래프가 비교적 완만한 경사를 이루는 반면에(L1 선), 본 발명의 실험예에 따른 개선된 박막 형성 장치는 소스 영역(A)과 성장 영역(B) 사이에서 온도 그래프가 급격한 경사를 이루어 두 영역 사이에서 온도 구배가 급격하게 일어남을 알 수 있다(L2 선). 따라서, 본 발명에 따른 박막 형성 장치는 소스 영역(A)과 성장 영역(B)의 중간 온도 구배 특성을 갖는 구간의 폭이 그만큼 줄어들게 된다.
또한, 본 발명의 비교예에 따른 종래의 박막 형성 장치는 소스 영역(A) 전단 및 성장 영역(B) 후단 영역에서 급격한 온도 감소를 보이는 반면에(L1 선), 본 발명의 실험예에 따른 개선된 박막 형성 장치는 소스 영역(A) 전단 및 성장 영역(B) 후단 영역에서도 온도가 완만하게 감소되어 안정되게 유지됨을 확인할 수 있다(L2 선). 따라서, 본 발명에 따른 박막 형성 장치는 소스 영역(A)에서 형성된 반응 가 스들이 원하는 성장 영역(B)의 메인 영역(B2)에서 주로 반응하게 됨으로써, 막 성장율 및 막 결정성이 동시에 향상될 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 형성 장치를 나타낸 정면도.
도 2는 도 1의 박막 형성 장치를 수직으로 절취하여 나타낸 횡 단면도.
도 3은 도 1의 박막 형성 장치에서 반응관을 제거하여 나타낸 횡 단면도.
도 4는 도 1의 박막 형성 장치의 반응관 외측에 마련된 단열 부재의 사시도.
도 5 내지 도 7은 도 4의 단열 부재를 다양하게 변형하여 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 실험예와 비교예에 따른 박막 형성 장치의 소스 영역과 성장 영역의 온도 구배를 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 반응관 210: 소스 영역 가열부
220: 성장 영역 가열부 310,320,330: 단열 부재
311,312: 통기구 400: 소스 공급부
500: 기판 지지대 600: 배기부
700: 반응관 하우징 A: 소스 영역
B: 성장 영역 G: 기판

Claims (11)

  1. 내부 공간에 소스 영역과 성장 영역이 마련된 반응관;
    상기 반응관의 외측에 마련되어 상기 소스 영역을 가열하는 소스 영역 가열부;
    상기 반응관의 외측에 마련되어 상기 성장 영역을 가열하는 성장 영역 가열부;
    상기 소스 영역으로 원료 물질을 공급하는 소스 공급부; 및
    상기 소스 영역 가열부와 상기 성장 영역 가열부 사이에 배치되어, 두 영역의 열적 간섭을 줄여주는 단열 부재; 를 포함하는 박막 형성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열 부재는 몸체가 관통되어 형성한 적어도 하나의 통기구를 포함하는 박막 형성 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열 부재는 몸체가 분리되어 형성된 적어도 하나의 통기구를 포함하는 박막 형성 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열 부재는 몸체가 관통되어 형성된 통기구 및 몸체가 분리되어 형성된 통기구 중 적어도 하나를 포함하는 박막 형성 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열 부재는 상기 소스 영역 가열부 전단 및 상기 성장 영역 가열부 후단 중 적어도 어느 한곳에 배치된 추가 단열 부재를 더 포함하는 박막 형성 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 추가 단열 부재는 몸체가 관통되어 형성한 적어도 하나의 통기구를 포함하는 박막 형성 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 추가 단열 부재는 몸체가 분리되어 형성된 적어도 하나의 통기구를 포함하는 박막 형성 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 추가 단열 부재는 몸체가 관통되어 형성된 통기구 및 몸체가 분리되어 형성된 통기구 중 적어도 하나를 포함하는 박막 형성 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 소스 영역 가열부는 상기 소스 영역을 세분하여 가열하는 복수의 히터를 구비하는 박막 형성 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 성장 영역 가열부는 상기 성장 영역을 세분하여 가열하는 복수의 히터를 구비하는 박막 형성 장치.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 히터는 각기 독립적으로 제어되는 박막 형성 장치.
KR1020090131785A 2009-12-28 2009-12-28 박막 형성 장치 KR20110075352A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090131785A KR20110075352A (ko) 2009-12-28 2009-12-28 박막 형성 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090131785A KR20110075352A (ko) 2009-12-28 2009-12-28 박막 형성 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120026686A Division KR101248476B1 (ko) 2012-03-15 2012-03-15 박막 형성 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110075352A true KR20110075352A (ko) 2011-07-06

Family

ID=44915365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090131785A KR20110075352A (ko) 2009-12-28 2009-12-28 박막 형성 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110075352A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180080570A (ko) * 2017-01-04 2018-07-12 한국수력원자력 주식회사 노즐 열처리용 전기로

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180080570A (ko) * 2017-01-04 2018-07-12 한국수력원자력 주식회사 노즐 열처리용 전기로

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8222650B2 (en) Nitride semiconductor heterostructures and related methods
JP4121555B2 (ja) Ｃｖｄによって目的物をエピタキシアル成長させる装置と方法
US8545629B2 (en) Method and apparatus for producing large, single-crystals of aluminum nitride
JP3607664B2 (ja) Ｉｉｉ−ｖ族窒化物膜の製造装置
WO2011011532A2 (en) Hollow cathode showerhead
JP2006237582A (ja) 結晶窒化ガリウムベースの化合物の成長方法及び窒化ガリウムベース化合物を含む半導体デバイス
US4773355A (en) Growth of epitaxial films by chemical vapor deposition
JP5317117B2 (ja) 窒化物単結晶の製造装置
US20140235007A1 (en) Method of manufacturing semiconductor light emitting device and chemical vapor deposition apparatus
US7629237B2 (en) MBE growth of a semiconductor layer structure
KR20110075352A (ko) 박막 형성 장치
JP4850807B2 (ja) 炭化珪素単結晶育成用坩堝、及びこれを用いた炭化珪素単結晶の製造方法
KR101248476B1 (ko) 박막 형성 장치
US7358112B2 (en) Method of growing a semiconductor layer
JP2009249202A (ja) 窒化アルミニウム単結晶の製造方法
KR100710007B1 (ko) 에이치브이피이법을 이용하여 제조된 피-형 반도체 및 그제조방법
JPH1174202A (ja) 窒化ガリウム系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の気相成長装置並びに窒化ガリウム系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法
US11640906B2 (en) Crystal laminate, semiconductor device and method for manufacturing the same
JPH08236447A (ja) 分子線エピタキシ装置とそれを用いた化合物半導体薄膜の製造方法および化合物半導体装置の製造方法
JP5071703B2 (ja) 半導体製造装置
JP2007180153A (ja) 化合物半導体の製造方法及び装置
JP2007149877A (ja) 気相成長装置
JP2006041300A (ja) 均熱板、気相エピタキシャル成長装置
JP2006093276A (ja) 気相成長方法及び気相成長装置
KR20150032403A (ko) 반도체 기판 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent