KR20210071405A - 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소화물 기상 에피택시(HVPE)를 이용한 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치는 공정 공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 제공되어, 상기 공정 공간으로 반입되는 기판을 지지하는 기판 지지대; 상기 기판 상에 박막을 성장시키기 위한 공정 가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 가스공급부; 상기 공정챔버에 열에너지를 공급하는 제1 가열부;를 포함하고, 상기 가스공급부는, 금속 전구체를 포함하는 소스가스를 생성하여, 생성된 상기 소스가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 소스가스 생성부; 및 상기 소스가스와 반응하여 상기 박막을 형성하는 반응가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 반응가스 공급부를 포함하고, 상기 소스가스 생성부는, 상기 금속 전구체가 제공되는 전구체 용기; 상기 전구체 용기가 수용되는 예비챔버; 상기 예비챔버 내에 상기 금속 전구체와 반응하는 수소화물 가스를 공급하는 수소화물가스 공급부; 및 상기 예비챔버에 열에너지를 제공하는 제2 가열부를 포함할 수 있다.

Description

와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치{Thin film deposition apparatus for wide band gap semiconductor}
본 발명은 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소화물 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy; HVPE)를 이용한 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치에 관한 것이다.
최근에 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN) 및 질화인듐(InN) 등의 질화물계 화합물 반도체는 열적 및 화학적으로 안정하고 대체로 에너지 밴드 갭이 큰 특성을 가지므로, 새로운 화합물반도체 물질로 많이 연구되고 있다.
이러한 질화물계 화합물 반도체 재료는 열적 및 화학적으로 안정한 특성에 의해 고온 및 고전류 동작 시 전기적으로 안정하므로, HBT(Heterojunction Bipolar Transistor), HEMT(High Electron Mobility Transistor) 및 MESFET(Metal Semiconductor Field Effect Transistor) 등의 전자 소자의 재료로 사용되고 있다.
또한, 질화물계 화합물 반도체 재료 중 GaN 및 AlN 등은 직접 천이형 반도체로 실온에서 에너지 밴드 갭이 각각 3.4 eV와 6.2 eV 정도로 크다. 따라서, GaN 및 AlN 등은 청색의 가시영역에서 자외 파장의 짧은 파장대의 빛을 발생하므로, 고휘도의 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)와 청색 및 자외영역의 단파장 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 제조할 수 있으며, UV 검출기(Ultra Violet detector)를 제조하는 데 유용하다.
그러나, GaN 등의 질화물계 화합물 반도체 물질은 융점이 2,400 ℃ 이상으로 매우 높으며, 질소의 분해압이 융점에서 약 10만 기압 정도로 매우 높아 용융 성장 방법에 의해 단결정 상으로 성장하기 어렵다.
이로 인해, 종래에는 질화물계 화합물 반도체물질(예를 들어, GaN)을 약 1,000 내지 1,500 ℃의 고온에서 갈륨(Ga)과 암모니아(NH3) 가스를 직접 반응시켜 갈륨(Ga) 용액 표면에서 결정화되도록하여 벌크 상태의 단결정 상으로 성장하였다. 이러한 방법에 의해 성장된 단결정 상의 GaN은 수 mm 크기의 침상형(needle)을 가지므로 소자를 형성하기 어렵다. 단결정 상의 GaN을 성장하는 다른 방법으로, 1,500 내지 1,600 ℃의 고온에서 20,000 기압 정도의 질소 감압상태에서 갈륨(Ga) 용액에 질소(N2)를 용해시켜 표면에서 결정화하는 방법이 개발되었다. 이 방법에 의해서는 단결정 상의 GaN가 수 mm × 수 mm 정도의 작은 면적과 100 ㎛ 정도의 얇은 두께를 갖는 판상으로 1회 공정에 의해 1장만 성장되므로, 가공성 및 생산성이 저하되었다.
따라서, 사파이어(sapphire) 기판 또는 실리콘(Si) 기판 등의 모기판(mother substrate) 상에 넓은 면적과 두꺼운 두께를 가져 기판으로 사용할 수 있는 단결정 상의 질화물계 화합물 반도체기판을 이종-에피택셜(hetero-epitaxial) 방법으로 성장하는 방법의 개발이 요구되고 있다.
한국등록특허공보 제10-0320541호
본 발명은 금속 전구체와 수소화물 가스가 반응하여 생성된 소스가스를 이용하여 와이드 밴드갭(Wide Band Gap; WBG) 박막을 에피 성장시키는 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치는 공정 공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 제공되어, 상기 공정 공간으로 반입되는 기판을 지지하는 기판 지지대; 상기 기판 상에 박막을 성장시키기 위한 공정 가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 가스공급부; 상기 공정챔버에 열에너지를 공급하는 제1 가열부;를 포함하고, 상기 가스공급부는, 금속 전구체를 포함하는 소스가스를 생성하여, 생성된 상기 소스가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 소스가스 생성부; 및 상기 소스가스와 반응하여 상기 박막을 형성하는 반응가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 반응가스 공급부를 포함하고, 상기 소스가스 생성부는, 상기 금속 전구체가 제공되는 전구체 용기; 상기 전구체 용기가 수용되는 예비챔버; 상기 예비챔버 내에 상기 금속 전구체와 반응하는 수소화물 가스를 공급하는 수소화물가스 공급부; 및 상기 예비챔버에 열에너지를 제공하는 제2 가열부를 포함할 수 있다.
상기 공정챔버의 내부 온도는 상기 예비챔버의 내부 온도보다 높을 수 있다.
상기 제1 가열부는 상기 공정챔버의 내부 온도를 900 내지 1,200 ℃로 유지하고, 상기 제2 가열부는 상기 예비챔버의 내부 온도를 800 내지 1,000 ℃로 유지할 수 있다.
상기 기판 지지대는 열전도 및 열복사 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 기판을 가열하는 기판가열부를 포함할 수 있다.
상기 박막은 산화물 또는 질화물 박막이고, 상기 수소화물 가스는 염화수소(HCl)이며, 상기 반응가스는 산소(O)와 질소(N) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가스일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치는 예비챔버에서 금속 전구체를 수소화물 가스와 반응시켜 금속 전구체를 포함하는 소스가스를 생성한 후에 공정챔버 내에 공급함으로써, 금속 전구체의 용액 표면에서 박막을 성장시킬 필요없이 이종 기판(또는 모기판) 상에 직접 박막을 금속 전구체를 포함하는 박막을 성장시킬 수 있고, 용액 표면에 박막을 성장시키는 경우보다 낮은 온도에서 박막을 성장시킬 수 있다.
그리고 소스가스 생성부의 제2 가열부를 통해 예비챔버의 내부 온도를 조절하여 소스가스의 생성 속도를 조절할 수 있으며, 박막의 성장 온도에 관계없이 예비챔버의 내부 온도를 조절할 수 있다.
한편, 열전도 및 열복사 중 적어도 어느 하나를 이용하여 기판을 가열할 수 있어 (이종) 기판 상에서 박막 성장이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있으며, 기판의 가열 시에 공정챔버의 내부 온도에는 영향을 주지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치를 나타낸 개략단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 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. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치를 나타낸 개략단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치(100)는 공정 공간을 제공하는 공정챔버(110); 상기 공정챔버(110) 내에 제공되어, 상기 공정 공간으로 반입되는 기판(10)을 지지하는 기판 지지대(120); 상기 기판(10) 상에 박막을 성장시키기 위한 공정 가스를 상기 공정챔버(110) 내에 공급하는 가스공급부(130); 상기 공정챔버(110)에 열에너지를 공급하는 제1 가열부(140);를 포함할 수 있다.
공정챔버(110)는 내부 공간을 가져 공정 공간을 제공할 수 있으며, 상기 공정 공간에 기판(10)이 반입되어 기판(10) 상에 박막을 성장시킬 수 있다. 이때, 공정챔버(110) 내에는 진공(vacuum)을 형성할 수도 있다.
기판 지지대(120)는 공정챔버(110) 내에 제공될 수 있고, 상기 공정 공간으로 반입되는 기판(10)을 지지할 수 있다. 이때, 기판 지지대(120)는 이동 가능하도록 구성될 수도 있고, 공정챔버(110) 내에서 어느 하나의 위치에 고정되어 제공될 수도 있다. 기판 지지대(120)는 상기 공정 공간으로 반입된 기판(10)을 지지하여 상기 공정 공간에서 공급되는 공정 가스에 의해 기판(10) 상에 박막이 성장되도록 할 수 있다.
가스공급부(130)는 기판(10) 상에 박막을 성장시키기 위한 공정 가스를 공정챔버(110) 내에 공급할 수 있다. 가스공급부(130)는 공정 가스를 공정챔버(110) 내에 공급할 수 있으며, 상기 공정 가스를 공정챔버(110) 내에 공급하여 기판 지지대(120)에 지지된 기판(10) 상에 박막을 성장시킬 수 있다. 여기서, 상기 공정 가스는 소스가스와 반응가스를 포함할 수 있고, 상기 소스가스와 상기 반응가스의 반응에 의해 상기 박막이 성장할 수 있다.
제1 가열부(140)는 공정챔버(110)에 열에너지를 공급할 수 있으며, 공정챔버(110)를 가열하여 공정챔버(110)의 내부 온도가 상승되도록 할 수 있다. 이를 통해 상기 소스가스와 상기 반응가스가 잘 반응할 수 있는 온도로 공정챔버(110)의 내부 온도를 유지할 수도 있고, 상기 박막의 성장 온도(즉, 공정 온도)를 조절할 수도 있다.
여기서, 가스공급부(130)는 금속 전구체를 포함하는 소스가스를 생성하여, 생성된 상기 소스가스를 공정챔버(110) 내에 공급하는 소스가스 생성부(131); 및 상기 소스가스와 반응하여 상기 박막을 형성하는 반응가스를 공정챔버(110) 내에 공급하는 반응가스 공급부(132)를 포함할 수 있다. 소스가스 생성부(131)는 금속 전구체를 포함하는 소스가스를 생성할 수 있으며, 생성된 상기 소스가스를 공정챔버(110) 내에 공급할 수 있다. 이에 따라 상기 금속 전구체를 포함하는 상기 소스가스를 기판(10) 상에 공급하여 기판(10) 상에 직접 상기 박막이 성장되도록 할 수 있다. 이때, 상기 박막은 기판(10) 상에 에피 성장(epitaxial growth)될 수 있다.
반응가스 공급부(132)는 상기 소스가스와 반응하여 상기 박막을 형성하는 반응가스를 공정챔버(110) 내에 공급할 수 있으며, 상기 반응가스의 적어도 일부가 상기 금속 전구체와 반응하여 상기 금속 전구체를 포함하는 박막을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응가스는 산화 가스(또는 산소를 포함하는 가스) 및/또는 질화 가스(또는 질소를 포함하는 가스)일 수 있으며, 상기 금속 전구체를 산화 및/또는 질화시켜 상기 금속 전구체의 산화막, 질화막 및 산질화막 중 어느 하나를 박막으로 형성할 수 있다.
이때, 소스가스 생성부(131)는 상기 금속 전구체가 제공되는 전구체 용기(131a); 전구체 용기(131a)가 수용되는 예비챔버(131b); 예비챔버(131b)에 상기 금속 전구체와 반응하는 수소화물 가스를 공급하는 수소화물가스 공급부(131c); 및 예비챔버(131b)에 열에너지를 제공하는 제2 가열부(131d)를 포함할 수 있다. 전구체 용기(131a)는 상기 금속 전구체가 제공될 수 있으며, 전구체 용기(131a)에 고상 또는 용액 상태의 상기 금속 전구체가 채워질 수 있다.
예비챔버(131b)는 전구체 용기(131a)가 수용될 수 있으며, 예비챔버(131b) 내에서 상기 금속 전구체가 수소화물 가스와 반응할 수 있다. 상기 금속 전구체가 공정챔버(110) 내에 직접 공급되지 않고 예비챔버(131b)에 제공되어 수소화물 가스와 반응함으로써, 상기 금속 전구체를 포함하는 상기 소스가스를 생성한 후에 생성된 상기 소스가스가 공정챔버(110) 내에 공급될 수 있다. 즉, 예비챔버(131b)에 상기 금속 전구체와 수소화물 가스가 채워져 반응함으로써, 상기 소스가스가 생성될 수 있다. 여기서, 상기 금속 전구체는 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소(금속)일 수 있다.
수소화물가스 공급부(131c)는 예비챔버(131b)에 상기 금속 전구체와 반응하는 수소화물 가스를 공급할 수 있으며, 예비챔버(131b)에서 상기 수소화물 가스가 상기 금속 전구체와 반응하여 상기 소스가스가 생성될 수 있다. 여기서, 상기 수소화물 가스는 수소와 비금속 원소가 결합된 가스로서, 상기 수소화물 가스에서 수소가 분리되어 상기 금속 전구체와 결합됨으로써 상기 소스가스가 생성될 수도 있고, 상기 수소화물 가스에서 상기 비금속 원소가 분리되어 상기 금속 전구체와 결합됨으로써 상기 소스가스가 생성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 수소화물 가스는 염화수소(HCl)일 수 있으며, 염소(Cl) 원자가 상기 금속 전구체와 반응하여 염화 금속의 상기 소스가스를 생성할 수 있고, 수소는 분리되어 기체 상태로 배기될 수 있다. 그리고 상기 소스가스가 공정챔버(110) 내로 공급되면, 상기 반응가스와 반응하여 상기 금속 전구체가 산화, 질화 및/또는 산질화될 수 있고, 염소(Cl)는 분리되어 기체 상태로 배기될 수 있다.
종래에는 상기 금속 전구체와 상기 반응가스를 직접 반응시켜 상기 금속 전구체의 용액 표면에서 박막을 성장시킬 수 밖에 없었으나, 본 발명에서는 상기 수소화물 가스를 통해 상기 금속 전구체와 반응시켜 기체 상태의 상기 소스가스를 생성할 수 있고, 상기 금속 전구체가 포함된 상기 소스가스를 공정챔버(110) 내에 공급함으로써, 이종(異種)의 기판(10) 또는 모기판 상에도 상기 금속 전구체를 포함하는 상기 박막을 성장시킬 수 있다. 또한, 상기 금속 전구체와 상기 수소화물 가스의 반응에 의해 상기 소스가스를 생성함으로써, 상기 금속 전구체 상태일 때보다 상기 반응가스와의 반응성이 좋아질 수 있어 용액 표면에 박막을 성장시키는 경우보다 낮은 온도에서 상기 박막을 성장시킬 수 있다.
제2 가열부(131d)는 예비챔버(131b)의 내부 온도를 조절할 수 있다. 예비챔버(131b)의 내부 온도를 조절함으로써, 상기 소스가스의 생성 속도를 조절할 수 있고, 상기 박막의 성장속도가 향상될 수 있다.
이때, 공정챔버(110)의 내부 온도는 예비챔버(131b)의 내부 온도보다 높을 수 있다. 즉, 상기 수소화물 가스로 상기 소스가스를 생성하여 공정챔버(110)에 상기 금속 전구체를 제공함으로써, 상기 금속 전구체를 직접 기화시켜 공정챔버(110)에 제공하는 경우보다 예비챔버(131b)의 내부 온도가 낮을 수 있고, 박막 성장이 이루어지는 공정챔버(110)의 내부 온도보다 예비챔버(131b)의 내부 온도가 낮을 수 있다.
그리고 제1 가열부(140)는 공정챔버(110)의 내부 온도를 900 내지 1,200 ℃로 유지할 수 있고, 제2 가열부(131d)는 예비챔버(131b)의 내부 온도를 800 내지 1,000 ℃로 유지할 수 있다. 즉, 제1 가열부(140)와 제2 가열부(131d)는 공정챔버(110)의 내부 온도와 예비챔버(131b)의 내부 온도를 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 박막의 성장 온도(즉, 상기 공정챔버의 내부 온도)에 관계없이 예비챔버(131b)의 내부 온도를 조절할 수 있고, 원하는 상기 소스가스의 양에 따라 상기 소스가스의 생성 속도를 조절할 수도 있다.
공정챔버(110)의 내부 온도가 900 ℃보다 낮은 경우에는 상기 박막의 에피 성장이 잘 이루어지지 않을 수 있고, 공정챔버(110)의 내부 온도가 1,200 ℃보다 높은 경우에는 상기 소스가스와 상기 반응가스가 기판(10)에 도달하기 전에 공중에서 먼저 반응하여 에피 성장되지 못하고 덩어리 상태로 기판(10) 상에 증착될 수 있다.
그리고 예비챔버(131b)의 내부 온도가 800 ℃보다 낮은 경우에는 상기 금속 전구체와 상기 수소화물 가스의 반응이 잘 이루어지지 않아 상기 소스가스의 생성이 원활하지 않을 수 있고, 반면에, 예비챔버(131b)의 내부 온도가 1,000 ℃보다 커지게 되면, 상기 수소화물 가스 분자 간에 반응성이 좋아져 상기 수소화물 가스 각각의 원소(들)가 기체 상태로 배기되어 버릴 수 있고, 상기 금속 전구체는 고체 또는 액체 상태로 남아 있을 수 있다.
기판 지지대(120)는 열전도 및 열복사 중 적어도 어느 하나를 이용하여 기판(10)을 가열하는 기판가열부(121)를 포함할 수 있다. 기판가열부(121)는 열전도 및 열복사 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 기판(10)을 가열할 수 있으며, 공정챔버(110)의 내부 온도에 영향을 최소화하면서 기판(10)을 가열할 수 있다. 또한, 열전도 및/또는 열복사에 의해 기판(10)을 직접 가열할 수 있어 기판(10)의 가열이 효율적일 수 있고, (이종) 기판(10) 상에서(도) 상기 박막 성장이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
기판(10)을 대류로 가열하게 되면, 기체(또는 공기)의 흐름에 따라 공정챔버(110)의 내부 온도에 영향을 줄 수 있고, 공정챔버(110)의 내부에 진공이 형성되는 경우에는 열매개체가 거의 없게 되어 열대류가 잘 이루어지지 않을 수 있다. 한편, 제1 가열부(140)는 열대류로 공정챔버(110)의 내부를 가열할 수 있으며, 직접적인 어떤 물체를 가열하는 것이 아니라 공간 전체를 가열하는 것이므로, 열대류를 이용하는 것이 효과적일 수 있다. 이와 같이, 제1 가열부(140)가 공정챔버(110)의 내부를 가열하는 방식과 기판가열부(121)가 기판(10)을 가열하는 방식이 다를 수 있다.
따라서, 효과적인 상기 박막의 성장을 위해 기판가열부(121)를 이용하여 기판(10)을 가열할 수 있으면서도 기판(10)의 가열 시에 공정챔버(110)의 내부 온도에는 영향을 주지 않을 수 있다.
상기 박막은 와이드 밴드갭(Wide Band Gap; WBG) 재료로 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명의 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치(100)는 와이드 밴드갭(WBG) 반도체를 제조할 수 있으며, 광대역 에너지폭을 갖는 소자를 제조할 수 있다. 와이드 밴드갭(WBG) 재료는 3족 및 5족 화합물 반도체 재료를 포함할 수 있고, 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN), 질화인듐(InN) 등일 수 있다.
상기 박막은 산화물 또는 질화물 박막일 수 있으며, 상기 수소화물 가스는 염화수소(HCl)일 수 있고, 상기 반응가스는 산소(O)와 질소(N) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가스일 수 있다. 예를 들어, 상기 박막은 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN), 질화인듐(InN) 등의 질화물 박막일 수 있으며, 질화물계 화합물 반도체를 형성할 수 있다. 그리고 이를 위한 상기 반응가스는 암모니아(NH3)일 수 있다.
상기 수소화물 가스는 염화수소(HCl)일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 전구체가 갈륨(Ga)인 경우에 갈륨(Ga)이 염화수소(HCl)의 염소(Cl)와 반응하여 상기 소스가스로서 염화갈륨(GaCl)이 생성될 수 있다.
그리고 상기 반응가스는 산소(O)와 질소(N) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가스일 수 있으며, 질화물 박막을 형성하기 위한 상기 반응가스는 암모니아(NH3)일 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 가스인 염화갈륨(GaCl)이 공정챔버(110) 내로 공급되어 상기 반응가스인 암모니아(NH3)와 반응하면, 갈륨(Ga)과 질소(N)가 반응하여 질화갈륨(GaN) 박막이 성장되고, 염소(Cl)와 수소(H)는 염화수소(HCl)로 결합되어 기체 상태로 배기될 수 있다.
이에, 와이드 밴드갭(WBG) 반도체를 제조하면서 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN), 질화인듐(InN) 등의 질화물 박막 또는 산화물 박막을 에피 성장시키는 성장 속도가 향상될 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 예비챔버에서 금속 전구체를 수소화물 가스와 반응시켜 금속 전구체를 포함하는 소스가스를 생성한 후에 공정챔버 내에 공급함으로써, 금속 전구체의 용액 표면에서 박막을 성장시킬 필요없이 이종 기판 상에 직접 박막을 금속 전구체를 포함하는 박막을 성장시킬 수 있고, 용액 표면에 박막을 성장시키는 경우보다 낮은 온도에서 박막을 성장시킬 수 있다. 그리고 소스가스 생성부의 제2 가열부를 통해 예비챔버의 내부 온도를 조절하여 소스가스의 생성 속도를 조절할 수 있으며, 박막의 성장 온도에 관계없이 예비챔버의 내부 온도를 조절할 수 있다. 한편, 열전도 및 열복사 중 적어도 어느 하나를 이용하여 기판을 가열할 수 있어 기판 상에서 박막 성장이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있으며, 기판의 가열 시에 공정챔버의 내부 온도에는 영향을 주지 않을 수 있다.
상기 설명에서 사용한 “~ 상에”라는 의미는 직접 접촉하는 경우와 직접 접촉하지는 않지만 상부 또는 하부에 대향하여 위치하는 경우를 포함하고, 상부면 또는 하부면 전체에 대향하여 위치하는 것뿐만 아니라 부분적으로 대향하여 위치하는 것도 가능하며, 위치상 떨어져 대향하거나 상부면 또는 하부면에 직접 접촉한다는 의미로 사용하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 기판 100 : 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치
110 : 공정챔버 120 : 기판 지지대
121 : 기판가열부 130 : 가스공급부
131 : 소스가스 생성부 131a: 전구체 용기
131b: 예비챔버 131c: 수소화물가스 공급부
131d: 제2 가열부 132 : 반응가스 공급부
140 : 제1 가열부

Claims (5)

  1. 공정 공간을 제공하는 공정챔버;
    상기 공정챔버 내에 제공되어, 상기 공정 공간으로 반입되는 기판을 지지하는 기판 지지대;
    상기 기판 상에 박막을 성장시키기 위한 공정 가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 가스공급부;
    상기 공정챔버에 열에너지를 공급하는 제1 가열부;를 포함하고,
    상기 가스공급부는,
    금속 전구체를 포함하는 소스가스를 생성하여, 생성된 상기 소스가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 소스가스 생성부; 및
    상기 소스가스와 반응하여 상기 박막을 형성하는 반응가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 반응가스 공급부를 포함하고,
    상기 소스가스 생성부는,
    상기 금속 전구체가 제공되는 전구체 용기;
    상기 전구체 용기가 수용되는 예비챔버;
    상기 예비챔버 내에 상기 금속 전구체와 반응하는 수소화물 가스를 공급하는 수소화물가스 공급부; 및
    상기 예비챔버에 열에너지를 제공하는 제2 가열부를 포함하는 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정챔버의 내부 온도는 상기 예비챔버의 내부 온도보다 높은 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가열부는 상기 공정챔버의 내부 온도를 900 내지 1,200 ℃로 유지하고,
    상기 제2 가열부는 상기 예비챔버의 내부 온도를 800 내지 1,000 ℃로 유지하는 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 지지대는 열전도 및 열복사 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 기판을 가열하는 기판가열부를 포함하는 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 박막은 산화물 또는 질화물 박막이고,
    상기 수소화물 가스는 염화수소(HCl)이며,
    상기 반응가스는 산소(O)와 질소(N) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가스인 와이드 밴드갭 반도체 박막 증착장치.
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KR100320541B1 (ko) 1998-08-26 2002-02-19 홍세경 질화물계 화합물 반도체기판의 제조방법

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