KR20130068136A - Manufacturing method for silicaon carbide suceptor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄화규소 서셉터 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 후가공이 요구되지 않는 탄화규소 서셉터 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a silicon carbide susceptor, and more particularly to a method for producing a silicon carbide susceptor is not required post-processing.
일반적으로, 엘이디 제조를 위하여 다수의 기판을 박막증착장치 내에서 지지하는 서셉터는 흑연소재로 제조되었다, 그러나 흑연소재는 MOCVD 장비 내에서 이물이 방출되는 문제점이 있었으며, 이를 보완하기 위한 다양한 방법들이 제안되고 있다.
In general, the susceptor for supporting a plurality of substrates in the thin film deposition apparatus for LED manufacturing is made of graphite material, but the graphite material has a problem that the foreign material is released in the MOCVD equipment, and various methods to compensate for this are It is proposed.
이러한 방법 중 하나로서 흑연 소재의 서셉터의 전체에 SiC 등의 세라믹 소재를 코팅하는 방법이 제안되었다.As one of these methods, a method of coating a ceramic material such as SiC on the entire susceptor of graphite material has been proposed.
이러한 방법으로서 대표적인 선행기술의 예로는 본 발명의 출원인이 출원 등록한 등록특허 10-0966832호(2010년 6월 22일 등록)와 같이 흑연소재의 베이스판 상에 PCS코팅을 수행한 후 이를 열처리하여 SiC로 전환하는 방법이 제안되어 있다.
As a representative example of the prior art as such a method is a SiC by performing a PCS coating on the base plate of the graphite material, such as Patent No. 10-0966832 (June 22, 2010) filed by the applicant of the present invention A method of switching to is proposed.
즉, 종래 엘이디 제조용 서셉터는 흑연을 모재로 하고, 그 흑연 모재의 전면을 SiC 등의 세라믹으로 코팅하여, 열적 안정성과 화학적 안정성을 향상시킨 특징이 있다.
That is, the susceptor for manufacturing a conventional LED has a feature of improving the thermal stability and chemical stability by coating graphite as a base material and coating the entire surface of the graphite base material with a ceramic such as SiC.
그러나 열팽창계수 등에 차이가 있는 두 재질을 사용함으로써, MOCVD법으로 엘이디를 구성하는 다양한 층을 증착할 때의 열에 의하여 쉽게 SiC 코팅층의 크랙 및 박리가 발생하게 되어, 그 하부의 흑연 모재가 노출됨으로써 카본 이물이 발생하게 된다.However, by using two materials with different thermal expansion coefficients, cracks and peeling of the SiC coating layer easily occur due to heat when depositing various layers constituting the LEDs by MOCVD, and the graphite base material under the carbon is exposed. Foreign objects are generated.
따라서 흑연 모재의 표면에 SiC가 코팅된 형태의 서셉터는 상대적으로 짧은, 한정된 수명을 가진다.
Therefore, the susceptor in the form of SiC coated on the surface of the graphite base material has a relatively short and limited lifetime.
아울러 서셉터에는 사파이어 기판 또는 SiC 기판을 수용하는 포켓이 마련되어 있나, SiC를 얇게 코팅할 때에는 그 포켓의 측면과 포켓의 바닥면에 코팅되는 SiC의 두께에 차이가 발생할 수 있으며, 정확한 포켓의 형상과 크기를 제공하기 위하여 흑연 모재의 정밀한 가공과 코팅 편차가 거의 없는 SiC 코팅공정이 요구된다. In addition, the susceptor is provided with a pocket for accommodating a sapphire substrate or a SiC substrate, but when the SiC is thinly coated, there may be a difference in the thickness of the SiC coated on the side of the pocket and the bottom surface of the pocket. In order to provide the size, a precise processing of the graphite matrix and a SiC coating process with little coating variation are required.
SiC가 코팅된 형태의 서셉터가 가지는 이러한 취약점을 보완하기 위해 상압소결, 반응소결 또는 재결정 SiC 플레이트를 제조한 다음 사파이어 혹은 Si기판을 수용하는 포켓을 정밀하게 가공하는 방법으로 서셉터를 제조하는 방법이 고안되었으나 고경도 물질인 SiC의 어려운 가공성에 의해 포켓형상 및 포켓과 포켓간의 가공편차로 인해 실제 양산공정에서의 적용이 어려운 실정이다.
To compensate for these weaknesses in susceptors in SiC-coated form, susceptors are manufactured by manufacturing atmospheric pressure sintering, reaction sintering, or recrystallization SiC plates, and then precisely processing the pockets containing sapphire or Si substrates. However, due to the difficult processability of SiC, which is a hard material, it is difficult to apply it in the actual mass production process due to the pocket shape and the processing deviation between the pocket and the pocket.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는, 단일 재질의 사용으로 박리나 균열이 발생하지 않는 탄화규소 서셉터 제조방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for producing a silicon carbide susceptor in which peeling or cracking does not occur by use of a single material.
또한 본 발명의 다른 과제는 정확한 규격과 형상의 포켓을 가지는 단일 재질의 서셉터를 제조하여 후가공이 요구되지 않는 탄화규소 서셉터 제조방법을 제공함에 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a method for producing a silicon carbide susceptor that does not require post-processing by manufacturing a susceptor of a single material having a pocket of the correct specification and shape.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명 탄화규소 서셉터 제조방법은, a) 돌출면을 가지는 흑연 소재의 모재를 준비하는 단계와, b) 상기 모재에 화학적 기상 증착법으로 SiC를 증착하는 단계와, c) 상기 모재를 제거하여 SiC 단일 성분이며, 상기 돌출면에 대응하는 음각의 포켓을 가지는 서셉터를 획득하는 단계를 포함한다.
The silicon carbide susceptor manufacturing method of the present invention for achieving the above object, a) preparing a base material of the graphite material having a protruding surface, b) depositing SiC on the base material by chemical vapor deposition; c) removing the base material to obtain a susceptor that is a SiC single component and has an intaglio pocket corresponding to the protruding surface.
본 발명은 흑연으로 포켓의 형상과 역전된 상태로 돌출되는 돌출면을 가지는 모재를 제조하고, 그 모재에 SiC를 CVD 방법으로 증착함으로써 SiC 재질이며 후가공이 요구되지 않는 포켓을 가지는 SiC 서셉터를 제조할 수 있는 효과가 있다.The present invention manufactures a base material having a protruding surface protruding in the state of the pocket and inverted state of graphite, and by depositing SiC on the base material by CVD method to produce a SiC susceptor having a pocket of SiC material and does not require post-processing It can work.
또한 본 발명은 SiC 단일 재질의 서셉터를 제조할 수 있게 되어, 종래와 같은 박리나 균열현상의 발생을 방지하여, 서셉터의 수명을 보다 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention is able to manufacture a susceptor made of a single SiC material, it is possible to prevent the occurrence of peeling or cracking as in the conventional, there is an effect that can increase the life of the susceptor more.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화규소 서셉터의 제조공정 수순 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄화규소 서셉터의 제조공정 수순 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a silicon carbide susceptor according to a preferred embodiment of the present invention.
2A to 2E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a silicon carbide susceptor according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화규소 서셉터의 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a silicon carbide susceptor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화규소 서셉터의 제조공정 수순 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a silicon carbide susceptor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화규소 서셉터의 제조방법은, 상면에 돌출면(11)을 가지는 흑연재질의 모재(10)를 준비하는 단계(도 1a)와, 상기 흑연재질의 모재(10)의 상부에 SiC를 화학적 기상 증착법(CVD)으로 증착하여 상기 돌출면(11)의 영역에서 포켓이 형성되는 서셉터(20)를 증착하는 단계(도 1b)와, 상기 증착된 서셉터(20)로부터 흑연재질의 모재(10)를 제거하는 단계(도 1c)를 포함하여 구성된다.
1A to 1C, a method of manufacturing a silicon carbide susceptor according to a preferred embodiment of the present invention includes preparing a
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SiC 서셉터 제조방법의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the SiC susceptor manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above in more detail.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이 흑연 재질의 모재(10)를 준비한다. 흑연 재질은 SiC재질에 비하여 가공이 매우 용이하기 때문에 그 모재(10)의 일면을 가공하여 원하는 포켓의 형상에 대하여 반대로 돌출된 돌출면(11)을 가지도록 가공한다.
First, as shown in FIG. 1A, a
상기 도 1a에서는 하나의 돌출면(11)을 가지는 모재(10)를 도시하였으나, 서셉터의 크기와 포켓의 수량에 따라 그 돌출면(11)의 수가 결정될 수 있다.
In FIG. 1A, the
그 다음, 도 1b에 도시한 바와 같이 상기 돌출면(11)이 형성된 모재(10)의 상부에 10 내지 100mm의 두께로 SiC를 증착하여 포켓을 가지는 서셉터(20)를 제조하게 된다. Next, as shown in FIG. 1B, a
상기 모재(10)의 상부에 종래 SiC코팅층에 비하여 더 두꺼운 수십mm의 SiC를 증착함으로써, 상기 돌출면(11)의 측면에도 균일한 SiC의 증착이 가능하게 되며, 그 돌출면(11)이 정의하는 포켓의 크기와 형태에 부합하는 포켓의 제작이 가능하게 된다.
By depositing a few tens of millimeters thicker SiC than the conventional SiC coating layer on the
서셉터(20)의 안정성을 확보하기 위하여 그 서셉터(20)의 직경에 비례하는 두께가 되도록 10 내지 100mm의 범위가 되도록 SiC를 증착한다.
In order to secure the stability of the
그 다음, 도 1c에 도시한 바와 같이 상기 도 1b의 결과물을 상하 역전시켜 상기 흑연 소재의 모재(10)가 상부에 위치하도록 하고, 그 모재(10)를 선택적으로 제거하여 포켓(21)을 가지는 SiC 서셉터(20)를 획득한다.
Next, as shown in FIG. 1C, the resultant of FIG. 1B is vertically inverted so that the
상기 모재(10)를 제거하는 방법으로는 기계적인 연마방법이나, 화학적인 처리방법, 산소 분위기에서의 가열을 통한 박리방법 등 SiC와 흑연의 물리적, 화학적 특성 차이를 이용한 흑연의 선택적 제거방법은 모두 사용될 수 있다.
As a method of removing the
이와 같이 제조된 SiC 서셉터(20)는 단일 재질로서 엘이디 제조공정 중에 박리와 균열이 발생할 염려가 없어, 사용 수명을 연장할 수 있게 된다.Since the
또한 상기 모재(10)에 양각된 돌출면(11)에 대응하는 음각된 포켓(21)이 만들어지기 때문에 포켓 가공을 위한 후가공 공정이 요구되지 않아 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
In addition, since the engraved
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄화규소 서셉터의 제조공정 수순 단면도이다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a silicon carbide susceptor according to another embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2e를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄화규소 서셉터의 제조방법은, 양면에 하나의 서셉터에 마련된 포켓의 수와 동수의 돌출면(11)이 마련된 원판형의 흑연 모재(10)를 제작하는 단계(도 2a)와, 상기 모재(10)의 전면에 SiC층(30)을 증착하는 단계(도 2b)와, 상기 모재(10)의 측면에 증착된 SiC층(30)을 절단하여 제거하는 단계(도 2c)와, 상기 모재(10)의 노출된 측면의 중앙을 횡으로 절단하는 단계(도 2d)와, 상기 절단으로 형성되는 두 개의 SiC층(30)과 모재(10)가 접한 구조에서 모재(10)를 제거하여 두 개의 서셉터(20)를 동시에 획득하는 단계(도 2e)를 포함하여 구성된다.
2A to 2E, in the method of manufacturing a silicon carbide susceptor according to another embodiment of the present invention, a disk-shaped graphite having the number of pockets provided in one susceptor and the same number of
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄화규소 서셉터의 제조방법의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the silicon carbide susceptor manufacturing method according to another embodiment of the present invention configured as described above will be described in more detail.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이 원판형의 흑연소재인 모재(10)의 상면과 저면을 각각 가공하여 제조할 서셉터의 포켓과는 반대로 돌출되는 돌출면(11)을 가공한다. 이때 돌출면(11)의 수는 제조할 서셉터의 포켓 수와 동일한 수가 되도록 한다.
First, as shown in FIG. 2A, the
이때 모재(10)의 가공은 그 모재(10)의 재질이 흑연이기 때문에 매우 용이하며, 정밀한 가공이 가능하여, 제조하고자 하는 서셉터의 포켓의 크기와 형상에 부합하는 돌출면(11)을 용이하게 가공할 수 있다.
At this time, the processing of the
그 다음, 도 2b에 도시한 바와 같이 양면에 돌출면(11)을 가지는 모재(10)의 전면에 CVD법으로 SiC를 증착하여 SiC층(30)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 2B, SiC is deposited on the entire surface of the
상기 SiC층(30)은 모재(10)의 상면과 저면에 10 내지 100mm의 두께가 되도록 증착한다. 이때 모재(10)의 측면측에는 상면과 저면에 비하여 더 얇은 두께의 SiC층(30)이 형성된다.The
상기 SiC층(30)의 증착두께에 의하여 상기 돌출면(11)의 측면에도 균일하고 결함이 없는 SiC의 증착이 가능하며, 따라서 서셉터의 포켓을 정확한 형상으로 제작할 수 있게 된다.
The deposition thickness of the
그 다음, 도 2c에 도시한 바와 같이 절단선 a를 따라 상기 모재(10)의 측면측에 위치하는 SiC층(30)을 절단하여 제거한다.Next, as shown in FIG. 2C, the
이때 절단방법은 물리적인 절단방법을 사용하며, 그 절단에 의하여 모재(10)의 측면이 외부로 노출된다.
At this time, the cutting method uses a physical cutting method, the side of the
그 다음, 도 2d에 도시한 바와 같이 상기 측면이 노출된 모재(10)를 절단선 b를 따라 횡방향으로 절단한다.Next, as shown in FIG. 2D, the
즉, 모재(10)를 상하 반으로 나누어 그 모재(10)의 상부와 그 모재(10)의 상부에 증착된 SiC층(30)과, 모재(10)의 하부와 그 모재(10)의 하부에 증착된 SiC층(30)을 분할한다.
That is, the
그 다음, 도 2e에 도시한 바와 같이 상기 두 개의 모재(10)와 SiC층(30)이 접한 구조물에서 모재(10)를 제거한다. 이때 모재(10)의 제거는 앞서 설명한 바와 같이 화학적인 방법, 물리적인 방법 등 가능한 방법을 모두 사용할 수 있다.
Next, as shown in FIG. 2E, the
상기 모재(10)의 제거 후 남은 두 SiC층(30)은 각각 포켓(21)을 가지는 SiC 단일 재질의 서셉터(20)가 된다.The two remaining SiC layers 30 after removal of the
이 서셉터(20)는 상기 모재(10)의 돌출면(11)에 대응하는 음각된 포켓(21)을 가지는 것으로 그 포켓(21)을 후가공할 필요가 없게 된다.
The
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And this also belongs to the present invention.
10:모재 11:돌출면
20:서셉터 21:포켓
30:SiC층10: base material 11: protrusion side
20: Susceptor 21: Pocket
30: SiC layer
Claims (5)
b) 상기 모재에 화학적 기상 증착법으로 SiC를 증착하는 단계; 및
c) 상기 모재를 제거하여 SiC 단일 성분이며, 상기 돌출면에 대응하는 음각의 포켓을 가지는 서셉터를 획득하는 단계를 포함하는 탄화규소 서셉터 제조방법.
a) preparing a base material of the graphite material having a protruding surface;
b) depositing SiC on the base material by chemical vapor deposition; And
c) removing the base material to obtain a susceptor having a SiC single component and having a recessed pocket corresponding to the protruding surface.
상기 a) 단계는,
상기 모재의 상면과 하면에 각각 돌출면을 형성하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 서셉터 제조방법.
The method of claim 1,
The step a)
Silicon carbide susceptor manufacturing method characterized in that the projecting surface is formed on the upper and lower surfaces of the base material, respectively.
상기 b) 단계에서는 상기 모재의 전면에 SiC를 코팅하여 SiC층을 형성하고,
상기 c) 단계에서는 상기 모재의 측면에 위치하는 SiC층을 제거하여 상기 모재의 측면을 노출시키고, 상기 측면이 노출된 모재를 횡으로 절단한 후 분할된 두 모재를 제거하여, 동시에 두 개의 서셉터를 획득하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 서셉터 제조방법.
The method of claim 2,
In step b) to form a SiC layer by coating SiC on the entire surface of the base material,
In the step c), the side of the base material is exposed by removing the SiC layer located on the side of the base material, and the two side susceptors are removed at the same time by cutting the base material exposed to the side and then splitting the two base materials. Silicon carbide susceptor manufacturing method characterized in that to obtain.
상기 b) 단계는,
상기 SiC를 10 내지 100mm의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 서셉터 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The step b)
The silicon carbide susceptor manufacturing method characterized in that for depositing a thickness of 10 to 100mm.
상기 c) 단계는,
상기 모재를 물리적으로 연마하여 제거하거나, 화학적인 처리를 통해 제거하거나, 산소분위기에서 열처리하여 제거하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 서셉터 제조방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The step c)
The method of manufacturing a silicon carbide susceptor, characterized in that by removing the base material by physical polishing, removal by chemical treatment, or heat treatment in an oxygen atmosphere.
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KR20180071809A (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 주식회사 티씨케이 | MANUFACTORING METHOD OF SiC FOCUS RING WITH THIN FILM FOR SEPARATING AND SLIT FURROW AND BASE MATERIAL THEREOF |
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