KR20220003070A - 흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 mocvd반응 장치 - Google Patents

흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 mocvd반응 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220003070A
KR20220003070A KR1020217039239A KR20217039239A KR20220003070A KR 20220003070 A KR20220003070 A KR 20220003070A KR 1020217039239 A KR1020217039239 A KR 1020217039239A KR 20217039239 A KR20217039239 A KR 20217039239A KR 20220003070 A KR20220003070 A KR 20220003070A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer carrier
inner ring
graphite wafer
center
graphite
Prior art date
Application number
KR1020217039239A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102666098B1 (ko
Inventor
하오 첸
구안쿤 타오
샤오송 라오
밍 왕
민 리우
지안 푸
Original Assignee
포커스 라이팅스 테크 씨오., 엘티디
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 포커스 라이팅스 테크 씨오., 엘티디 filed Critical 포커스 라이팅스 테크 씨오., 엘티디
Publication of KR20220003070A publication Critical patent/KR20220003070A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102666098B1 publication Critical patent/KR102666098B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12—Substrate holders or susceptors
    • 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
    • C23C16/458—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 characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 의해 제공되는 흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 MOCVD 반응 장치에서, 흑연 웨이퍼 캐리어는 내부 링 영역, 중간 링 영역 및 외부 링 영역을 포함하며, 흑연 웨이퍼 캐리어 상에는 4인치 기판을 지지하는 데 사용되는 약간의 홈이 제공되고, 내부 링 영역에는 6개의 내부 링 홈이 제공된다. 본 발명에 의해 제공되는 내부 링 영역에는 6개의 내부 링 홈을 배치하여 4인치 에피택셜 생산을 위한 최대 웨이퍼 수를 구현하고, 종래의 흑연 웨이퍼 캐리어 기술에서 에피택셜 웨이퍼 성장 공정에서 발생하는 링 위치 전압 차이를 효과적으로 개선할 수 있다.

Description

흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 MOCVD반응 장치
본 출원은 출원일 2019년 06월 28일, 출원 번호 201910575797.0, 발명 명칭 “흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 MOCVD반응 장치”의 중국 특허 출원에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 인용을 통해 본 출원에 포함된다.
본 발명은 기상 증착 영역에 관한 것이며, 특히 흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 MOCVD 반응 장치에 관한 것이다.
MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, 금속 유기 화학 기상 증착)는 기상 에피택시(Vapour Phase Epitaxy, VPE)를 기반으로 발전된 새로운 기상 에피택셜 성장 기술이다. MOCVD는 화합물 반도체 에피택시 재료를 제조하기 위한 핵심 장비로서, Ⅲ족, Ⅱ족 원소의 유기화합물 및 V, Ⅵ족 원소의 수소화물 등을 결정 성장 원재료로 사용하여 열분해 반응 방식을 통해 기판에서 기상 에피택시를 진행하며, 주로 각종 Ⅲ-V족, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 및 그 다성분 고용체의 박막 단결정 재료의 성장에 사용되고, 모든 일반적인 반도체를 포괄함에 따라 매우 광범위한 시장 전망을 가지고 있다.
종래 기술의 MOCVD 반응 장치는 일반적으로 상대적으로 제공되는 샤워헤드 및 흑연 웨이퍼 캐리어를 포함하며, 샤워헤드는 반응 가스를 제공하는 데 사용되고, 흑연 웨이퍼 캐리어 내에는 복수의 홈이 제공되며, 각 홈 내에는 기판이 대응되어 제공되고, 흑연 웨이퍼 캐리어의 하단에는 흑연 웨이퍼 캐리어를 가열하기 위한 가열 장치가 더 제공되며, 흑연 웨이퍼 캐리어가 가열되어 온도가 상승하면 복사열 및 열전도 방식으로 기판을 가열할 수 있고, MOCVD 공정 과정에서, 반응 가스는 샤워헤드의 구멍에서 흑연 웨이퍼 캐리어 상단의 반응 영역으로 진입하며, 기판은 가열 장치의 열전도 가열로 인해 특정 온도를 갖고, 그 온도가 반응 가스 사이에서 화학 반응을 일으킴에 따라, 기판 표면에 에피택셜 재료층이 증착된다.
종래의 흑연 웨이퍼 캐리어는 홈이 배치되는 위치 관계로 인해, 생산 능력 및 성능에 모두 결함이 있으며, 현재 생산 능력 및 성능 향상을 추구하는 LED 에피택셜 공장의 요구사항 하에, 더 높은 수율 및 더 우수한 성능을 가질 수 있는 새로운 흑연 웨이퍼 캐리어가 시급히 필요하다.
본 발명의 목적은 생산 능력 및 칩 성능을 크게 향상시킬 수 있는 흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 MOCVD 반응 장치를 제공하는 데 있다.
전술한 발명 목적 중 하나를 달성하기 위해, 본 발명의 실시방식에 의해 제공되는 흑연 웨이퍼 캐리어에서, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 원형이고, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어 중심에서 가장자리를 향하는 방향으로 상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 내부 링 영역, 중간 링 영역 및 외부 링 영역을 포함하고, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어 상에는 4인치 기판을 지지하는 데 사용되는 약간의 홈이 제공되며, 상기 홈은 내부 링 영역에 위치하는 내부 링 홈, 중간 링 영역에 위치하는 중간 링 홈 및 외부 링 영역에 위치하는 외부 링 홈을 포함하고, 상기 내부 링 영역에는 6개의 내부 링 홈이 제공된다.
본 발명의 실시방식에 대한 추가적인 개선으로는, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 상기 홈 내에 위치하는 약간의 지탱부재를 더 포함하며, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어의 두께 방향으로 약간의 지탱부재는 높이가 동일하다.
본 발명의 실시방식에 대한 추가적인 개선으로는, 상기 중간 링 영역에는 12개의 중간 링 홈이 제공되고, 상기 외부 링 영역에는 18개의 외부 링 홈이 제공된다.
본 발명의 실시방식에 대한 추가적인 개선으로는, 상기 홈은 원형의 홈이다.
본 발명의 실시방식에 대한 추가적인 개선으로는, 약간의 내부 링 홈의 중심은 내부 링 중심선으로 연결되고, 약간의 중간 링 홈의 중심선은 중간 링 중심선으로 연결되며, 상기 중간 링 중심선과 상기 내부 링 중심선 사이에는 중간 영역이 형성되고, 상기 중간 영역은 약간의 내부 링 홈에 대응되는 제1 영역, 약간의 중간 링 홈에 대응되는 제2 영역 및 나머지 부분에 대응되는 접경 영역을 포함하며, 상기 기판은 에피택셜 웨이퍼를 성형하는 데 사용되고, 상기 내부 링 홈에 대응되는 에피택셜 웨이퍼의 작동 전압은 제1 전압이고, 상기 중간 링 홈에 대응되는 에피택셜 웨이퍼의 작동 전압은 제2 전압이며, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 사이에는 전압차가 있고, 상기 접경 영역의 면적과 상기 전압차 사이는 양의 상관 관계이다.
본 발명의 실시방식에 대한 추가적인 개선으로는, 상기 접경 영역의 면적은 30000mm2 미만이다.
본 발명의 실시방식에 대한 추가적인 개선으로는, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 중심점을 갖고, 임의의 두 외부 링 홈 사이는 외부 링 접경 영역을 가지며, 상기 중심점부터 상기 외부 링 접경 영역 사이에는 기준선이 형성되고, 상기 중심점과 상기 내부 링 홈의 중심 사이 제1 연결선과 상기 기준선 사이의 최소 끼인각은 10°이고, 상기 중심점과 상기 중간 링 홈의 중심 사이 제2 연결선과 상기 기준선 사이의 최소 끼인각은 5°이며, 상기 중심점과 상기 외부 링 홈의 중심 사이 제3 연결선과 상기 기준선 사이의 최소 끼인각은 10°이다.
본 발명의 실시방식에 대한 추가적인 개선으로는, 임의의 내부 링 홈의 중심과 인접하는 두 개의 중간 링 홈의 중심 사이 연결선은 정삼각형이다.
본 발명의 실시방식에 대한 추가적인 개선으로는, 임의의 내부 링 홈은 인접하는 내부 링 홈 또는 중간 링 홈과 모두 접촉된다.
전술한 발명 목적 중 하나를 달성하기 위해, 본 발명의 실시방식에 의해 제공되는 MOCVD 반응 장치는 전술한 임의의 기술방안의 상기 흑연 웨이퍼 캐리어, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어 하단에 위치하는 가열 장치, 반응 챔버 및 소스 공급 시스템을 포함하며, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 상기 반응 챔버 내에 위치하고, 상기 소스 공급 시스템은 반응 챔버에 반응 가스를 제공하는 데 사용된다.
종래 기술과 비교해, 본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다. 본 발명에 의해 제공되는 실시방식은 내부 링 홈의 위치 조정을 통해, 내부 링 영역에 6개의 내부 링 홈을 배치하여 4인치 에피택셜 생산을 위한 최대 웨이퍼 수를 구현할 수 있으며, 동시에 종래의 흑연 웨이퍼 캐리어 기술에서 에피택셜 웨이퍼 성장 공정에서 발생하는 링 위치 전압 차이를 효과적으로 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시방식에 의해 제공되는 MOCVD 반응 장치 결선도,
도 2는 본 발명의 실시방식에 의해 제공되는 흑연 웨이퍼 캐리어 결선도,
도 3은 본 발명의 실시방식에 의해 제공되는 흑연 웨이퍼 캐리어의 또 다른 결선도,
도 4는 본 발명의 실시방식에 의해 제공되는 단일 내부 링 홈에 대응되는 접경 영역의 면적과 전압차 간의 관계도이다.
하기에서 도면에 도시된 구체 실시방식을 결합시켜 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 단, 그 실시방식은 본 발명을 제한하지 않으며, 당업자가 그 실시방식에 근거해 구현한 구조, 방법, 또는 기능 상의 변경은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다.
본 발명의 각 도면 중에서, 용이한 도시를 위해 구조 또는 국부적인 특정 크기를 기타 구조 또는 부분에 비해 상대적으로 과장되게 도시하나, 이는 본 발명의 요지인 기본 구조를 도시하는 데만 사용된다.
또한, 본 명세서에 사용되는 “상단”, “상부”, “하단”, “하부” 등과 같이 공간의 상대적 위치를 표시하는 용어는 다른 유닛 또는 특징에 비해 도면에 도시된 유닛 또는 특징의 관계를 쉽게 설명하기 위한 목적이다. 공간의 상대적 위치 용어는 사용 중이거나 작동 중인 장치가 도면에 도시된 방향 이외의 다른 방향을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 도면 중의 장치가 회전되는 경우, 기타 유닛 또는 특징의 “하부” 또는 “아래”에 위치한 유닛이 기타 유닛 또는 특징의 “상부”에 위치할 수 있는 것으로 설명된다. 따라서, 예시적 용어 “하부”는 상부와 하부 두 가지 방향을 포함할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 방향이 지정될 수 있고(90도 회전 또는 기타 방향), 본 명세서에 사용되는 공간 관련 색인어는 그에 따라 설명된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시방식에 의해 제공되는 MOCVD 반응 장치100의 결선도이다.
여기서의 MOCVD 반응 장치100은 Veeco K868모델을 예로 사용한다.
MOCVD 반응 장치100은 흑연 웨이퍼 캐리어10, 배플20, 가열 장치30, 커버 바디40 및 집진 링50 등을 포함한다.
본 실시방식 중에서, 흑연 웨이퍼 캐리어10은 MOCVD 반응 장치100의 반응 챔버 S 내에 위치하며, 흑연 웨이퍼 캐리어10은 흑연이 압착되어 형성된 흑연 플레이트이고, 흑연 웨이퍼 캐리어10 상에는 기판을 지지하는 약간의 홈101이 형성된다.
흑연 웨이퍼 캐리어10은 원형이고, 흑연 웨이퍼 캐리어10의 중심은 구동축60에 고정되어 흑연 웨이퍼 캐리어10의 회전을 구현하며, MOCVD 반응 장치100은 소스 공급 시스템70 등의 구조를 더 포함하고, 소스 공급 시스템70은 반응 챔버 S에 반응 가스를 제공하는 데 사용되며, 흑연 웨이퍼 캐리어10의 회전으로 반응 가스가 각 기판 상에 균일하게 증착될 수 있다.
본 실시방식 중에서, 배플20은 중공의 링 모양이고, 배플20은 흑연 웨이퍼 캐리어10을 둘러싸서 제공되며, 배플20은 상하로 이동할 수 있으므로 MOCVD 자동화 생산에 대한 요구사항을 충분히 충족할 수 있다.
MOCVD 설계 중에서, 가장 중요한 부분은 반응 챔버 S 내부 유동장 및 열장의 설계이며, 가장 적합한 유동장 및 열장을 설계해야만 반응 챔버 S 내부의 반응 과정이 안정적으로 진행되어 반응물 원재료의 이용율을 높일 수 있고, 박막 증착 품질이 향상될 수 있다. 수직형 MOCVD 중에서, 흑연 웨이퍼 캐리어10의 옆에 제공되는 배플20은 특히 더 중요한데, 이는 흑연 웨이퍼 캐리어10 상단의 유동장 분포에 직접적인 영향을 미치고, 그 배플20이 흑연 웨이퍼 캐리어10과 매우 가깝기 때문에, 흑연 웨이퍼 캐리어10 표면의 온도장 분포에도 일정한 영향을 미치며, 배플20이 성장 과정에서 반응 챔버 S에 서클형의 안정적인 공간을 제공하므로 기류가 반응 챔버 S를 지나도 난기류 현상이 발생하지 않는다.
가열 장치30은 흑연 웨이퍼 캐리어10 하부에 위치하고, 가열 장치30은 흑연 웨이퍼 캐리어10을 가열하여 흑연 웨이퍼 캐리어10을 에피택셜 성장 온도 범위 내로 유지시킴에 따라 박막 성형을 구현한다. 현재, 일반적으로 사용하는 가열 방식은 복사 가열이고, 가열 장치30의 복사열에 의해 흑연 웨이퍼 캐리어10의 온도가 상승된다.
커버 바디40은 가열 장치30을 둘러싸서 제공된다.
여기서, 커버 바디40은 몰리브덴 커버이며, 커버 바디40은 가열 장치30을 보호하는 작용을 하고, 커버 바디40은 반응으로 인해 생성된 불순물이 가열 장치30의 저부로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 공기가 유입되면, 커버 바디40의 차단 작용으로 인해 기류가 안정될 수 있다.
집진 링50 상에는 약간의 배기 구멍이 제공되며, 성장한 기류 및 반응 후의 화합물은 집진 링50 속의 배기 구멍을 통해 반응 챔버 S에서 배출되고, 잔류된 불순물은 집진 링50 내에 남겨진다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시방식에 의해 제공되는 흑연 웨이퍼 캐리어10의 결선도이다.
흑연 웨이퍼 캐리어10 중심에서 가장자리를 향하는 방향으로 흑연 웨이퍼 캐리어10은 내부 링 영역10a, 중간 링 영역10b 및 외부 링 영역10c를 포함한다.
흑연 웨이퍼 캐리어10 상에는 4인치 기판을 지지하는 데 사용되는 약간의 홈101이 제공된다.
홈101은 원형 홈101이다.
홈101은 내부 링 영역10a에 위치하는 내부 링 홈101a, 중간 링 영역10b에 위치하는 중간 링 홈101b 및 외부 링 영역10c에 위치하는 외부 링 홈101c를 포함한다.
내부 링 영역10a에는 6개의 내부 링 홈101a가 제공된다.
중간 링 영역10b에는 12개의 중간 링 홈101b가 제공된다.
외부 링 영역10c에는 18개의 외부 링 홈101c가 제공된다.
본 실시방식은 생산 능력을 향상시킬 수 있고, 동시에 성형된 칩 성능을 향상시킬 수 있다.
본 실시방식 중에서, 흑연 웨이퍼 캐리어10은 홈101 내에 위치하는 약간의 지탱부재를 더 포함하며, 흑연 웨이퍼 캐리어10의 두께 방향으로 약간의 지탱부재는 높이가 동일하다. 즉, 기판이 홈101 중에 제공되면, 약간의 기판은 높이가 동일하다.
본 실시방식 중에서, 약간의 내부 링 홈101a는 인접해서 제공되고, 약간의 중간 링 홈101b는 인접해서 제공되며, 약간의 외부 링 홈101c는 인접해서 제공되고, 대응되는 내부 링 홈101a, 중간 링 홈101b 및 외부 링 홈101c는 인접해서 제공된다.
여기서, “인접 제공”은 홈101 사이가 최대한 근접해서 제공되는 것을 의미하며, 서로 인접한 홈101 사이가 도통되지 않으면 된다.
흑연 웨이퍼 캐리어10은 중심점A를 가지며, 임의의 두 외부 링 홈101c 사이는 외부 링 접경 영역을 갖고, 중심점A부터 외부 링 접경 영역 사이에는 기준선L이 형성된다.
여기서, 서로 인접하는 외부 링 홈101c는 대체적으로 접촉 형식으로 분포되며, 외부 링 접경 영역은 서로 인접하는 두 개의 외부 링 홈101c의 접합점이다.
중심점A와 내부 링 홈101a의 중심 사이 제1 연결선L1과 기준선L 사이의 최소 끼인각α1은 10°이고, 중심점A와 중간 링 홈101b의 중심 사이 제2 연결선L2와 기준선L 사이의 최소 끼인각α2는 5°이며, 중심점A와 외부 링 홈101c의 중심 사이 제3 연결선L3과 기준선L 사이의 최소 끼인각α3은 10°이다.
여기서, 복수의 기준선L, 제1 연결선L1, 제2 연결선L2 및 제3 연결선L3이 존재하기 때문에, “최소 끼인각”은 가장 인접하는 두 선 사이의 끼인각으로 정의된다.
임의의 내부 링 홈101a의 중심과 서로 인접하는 두 개의 중간 링 홈101b의 중심 사이 연결선은 정삼각형이다.
임의의 내부 링 홈101a는 서로 인접하는 내부 링 홈101a 또는 중간 링 홈101b와 모두 접촉된다.
즉, 내부 링 홈101a와 서로 인접하는 내부 링 홈101a 또는 중간 링 홈101b 사이는 모두 접촉 상태이다.
본 실시방식에 의해 제공되는 약간의 홈101 사이는 긴밀하게 매치되어 생산 능력을 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 실시방식은 내부 링 홈101a의 위치 조정을 통해, 내부 링 영역10a에 6개의 내부 링 홈101a를 배치하여 4인치 에피택셜 생산을 위한 최대 웨이퍼 수를 구현할 수 있다. 즉 이때 흑연 웨이퍼 캐리어10은 4인치 기판 36개를 동시에 지지할 수 있고, 동시에 종래의 흑연 웨이퍼 캐리어 기술에서 에피택셜 웨이퍼 성장 공정에서 발생하는 링 위치 전압 차이를 효과적으로 개선할 수 있다.
구체적으로는, 도 3을 참조하면, 약간의 내부 링 홈101a의 중심은 내부 링 중심선11a로 연결되고, 약간의 중간 링 홈101b의 중심선은 중간 링 중심선11b로 연결된다.
중간 링 중심선11b와 내부 링 중심선11a 사이에는 중간 영역12가 형성되며, 중간 영역12는 약간의 내부 링 홈101a에 대응되는 제1 영역12a, 약간의 중간 링 홈101b에 대응되는 제2 영역12b 및 나머지 부분에 대응되는 접경 영역12d를 포함한다.
여기서, 제1 영역12a는 중간 영역12에 위치하는 내부 링 홈101a의 일부이고, 제2 영역12b는 중간 영역12에 위치하는 중간 링 홈101b의 일부이며, 접경 영역12d는 제1 영역12a, 제2 영역12b가 제거된 중간 영역12의 영역이고, 접경 영역12d는 내부 링 홈101a와 중간 링 홈101b 사이에 홈101이 제공되지 않은 영역이다.
내부 링 중심선11a가 둘러싸서 형성되는 원형 면적은 S1이고, 내부 링 중심선11a가 둘러싸서 형성되는 영역 내부에 위치하는 내부 링 홈101a의 면적은 S2이며, 중간 링 중심선11b가 둘러싸서 형성되는 원형 면적은 S3이고, 중간 링 중심선11b가 둘러싸서 형성되는 영역 내부에 위치하는 중간 링 홈101b의 면적은 S4이며, 각 내부 링 홈101a의 면적은 S5이다.
접경 영역12d의 면적을 S로 정의하면, 이때 접경 영역12d의 면적은 S=S3-S4-6*S5-S1+S2이다.
홈101 중에 지지되는 기판은 후속적으로 에피택셜 웨이퍼를 성형하는 데 사용되며, 즉 소스 공급 시스템70을 통해 제공되는 반응 가스가 기판 상에 각종 박막층을 증착하여 에피텍셜 웨이퍼를 형성한다.
실제 조작 중에서, 소스 공급 시스템70은 위에서 아래로 반응 가스를 제공하고, 흑연 웨이퍼 캐리어10은 회전하여 반응 가스를 각 기판 상에 증착시키며, 이때, 접경 영역12d에도 대량의 증착물이 생성되고, 대량의 증착물이 반응 챔버S 내부의 유동장에 영향을 미친다. 즉 기류의 속도, 방향 등에 모두 영향을 미쳐 각 기판 상에 증착되는 박막층의 품질에 영향을 미침에 따라 두께, 균일도 등이 이상적인 값을 벗어나게 된다.
에피택셜 웨이퍼는 최종적으로 다이오드 칩을 형성하는 데 사용되며, 각 에피택셜 웨이퍼는 성형 과정에서 발생하는 차이로 인해 동일한 배치에서 성장된 에피택셜 웨이퍼에 상이한 전기적 성질 레벨이 나타나고, 더 나아가 칩의 수율 저하, 또는 출하 불가 등으로 이어진다.
구체적으로는, 각 에피택셜 웨이퍼는 성형 과정에서 발생하는 차이로 인해 에피택셜 웨이퍼의 작동 전압에도 차이가 발생한다, 예를 들어, 내부 링 홈101a에 대응되는 에피택셜 웨이퍼의 작동 전압은 제1 전압V1이고, 중간 링 홈101b에 대응되는 에피택셜 웨이퍼의 작동 전압은 제2 전압V2이며, 제1 전압V1과 제2 전압V2 사이에는 전압차 V=V1-V2가 있고, 전압차 V는 링 위치의 전압 차이이며, 접경 영역12d의 면적S와 전압차V 사이는 양의 상관 관계이다.
구체적으로는, 도 4를 참조하면, 단일 내부 링 홈101a가 대응하는 접경 영역12d의 면적 S’에서, S’= S/6이다.
단일 내부 링 홈101a가 대응하는 접경 영역12d의 면적S’와 전압차V 사이는 하기의 관계식을 갖는다.
y = 5E-10x2 - 3E-06x - 0.0193.
여기서, x는 단일 내부 링 홈101a가 대응하는 접경 영역12d의 면적S’이고, y는 중간 링 홈101b 및 내부 링 홈101a 위치에 성형되는 에피택셜 웨이퍼의 전압차V이다.
본 실시방식 중에서, 내부 링 홈101a의 위치 조정을 통해, 내부 링 영역10a에 6개의 내부 링 홈101a를 배치하여 접경 영역의 면적S를 30000mm2 미만으로 할 수 있다. 즉, S’가 5000mm2 미만이면, 이때의 전압차V는 0.01V 이하로 제어될 수 있다.
즉, 본 실시방식은 종래의 흑연 웨이퍼 캐리어 기술의 에피택셜 웨이퍼 성장 공정에서 발생하는 링 위치 전압 차이를 효과적으로 개선하고, 나아가 칩의 수율을 향상시킬 수 있다.
요약하면, 본 발명은 내부 링 홈101a의 위치 조정을 통해, 내부 링 영역10a에 6개의 내부 링 홈101a를 배치하여 4인치 에피택셜 생산을 위한 최대 웨이퍼 수를 구현할 수 있다. 즉 흑연 웨이퍼 캐리어10은 4인치 기판 36개를 동시에 지지할 수 있으며, 동시에 종래의 흑연 웨이퍼 캐리어 기술에서 에피택셜 웨이퍼 성장 공정에서 발생하는 링 위치 전압 차이를 효과적으로 개선할 수 있다.
본 명세서는 실시방식에 따라 설명되지만, 각 실시방식이 하나의 개별적인 기술방안만 포함하는 것이 아니며, 명세서의 이러한 설명 방식은 명확성을 위한 목적일 뿐이므로, 당업자는 명세서를 전체적으로 고려해야 하고, 각 실시방식 중의 기술방안도 적절하게 조합되어 당업자가 이해할 수 있는 기타 실시방식으로 구현될 수 있음을 이해해야 한다.
상기에 열거된 일련의 상세한 설명은 본 발명의 실행 가능한 실시방식에 대한 구체적 설명일 뿐으로, 본 발명의 보호 범위를 제한하려는 것이 아니므로, 무릇 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 등가의 실시방식 또는 변경 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims (10)

  1. 상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 원형이고, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어 중심에서 가장자리를 향하는 방향으로 상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 내부 링 영역, 중간 링 영역 및 외부 링 영역을 포함하며, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어 상에는 4인치 기판을 지지하는 데 사용되는 약간의 홈이 제공되고, 상기 홈은 내부 링 영역에 위치하는 내부 링 홈, 중간 링 영역에 위치하는 중간 링 홈 및 외부 링 영역에 위치하는 외부 링 홈을 포함하며, 상기 내부 링 영역에는 6개의 내부 링 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 상기 홈 내에 위치하는 약간의 지탱부재를 더 포함하며, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어의 두께 방향으로 약간의 지탱부재는 높이가 동일한 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간 링 영역에는 12개의 중간 링 홈이 제공되며, 상기 외부 링 영역에는 18개의 외부 링 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 원형의 홈인 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  5. 제4항에 있어서,
    약간의 내부 링 홈의 중심은 내부 링 중심선으로 연결되고, 약간의 중간 링 홈의 중심선은 중간 링 중심선으로 연결되며, 상기 중간 링 중심선과 상기 내부 링 중심선 사이에는 중간 영역이 형성되고, 상기 중간 영역은 약간의 내부 링 홈에 대응되는 제1 영역, 약간의 중간 링 홈에 대응되는 제2 영역 및 나머지 부분에 대응되는 접경 영역을 포함하며, 상기 기판은 에피택셜 웨이퍼를 성형하는 데 사용되고, 상기 내부 링 홈에 대응되는 에피택셜 웨이퍼의 작동 전압은 제1 전압이고, 상기 중간 링 홈에 대응되는 에피택셜 웨이퍼의 작동 전압은 제2 전압이며, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 사이에는 전압차가 있고, 상기 접경 영역의 면적과 상기 전압차 사이는 양의 상관 관계인 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접경 영역의 면적은 30000mm2 미만인 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 중심점을 가지며, 임의의 두 외부 링 홈 사이는 외부 링 접경 영역을 갖고, 상기 중심점부터 상기 외부 링 접경 영역 사이에는 기준선이 형성되며, 상기 중심점과 상기 내부 링 홈의 중심 사이 제1 연결선과 상기 기준선 사이의 최소 끼인각은 10°이고, 상기 중심점과 상기 중간 링 홈의 중심 사이 제2 연결선과 상기 기준선 사이의 최소 끼인각은 5°이며, 상기 중심점과 상기 외부 링 홈의 중심 사이 제3 연결선과 상기 기준선 사이의 최소 끼인각은 10°인 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  8. 제4항에 있어서,
    임의의 내부 링 홈의 중심과 서로 인접하는 두 개의 중간 링 홈의 중심 사이 연결선은 정삼각형인 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  9. 제4항에 있어서,
    임의의 내부 링 홈은 서로 인접하는 내부 링 홈 또는 중간 링 홈과 모두 접촉되는 것을 특징으로 하는 흑연 웨이퍼 캐리어.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 상기 흑연 웨이퍼 캐리어, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어 하단에 위치하는 가열 장치, 반응 챔버 및 소스 공급 시스템을 포함하며, 상기 흑연 웨이퍼 캐리어는 상기 반응 챔버 내에 위치하고, 상기 소스 공급 시스템은 반응 챔버에 반응 가스를 제공하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 MOCVD 반응 장치.
KR1020217039239A 2019-06-28 2019-11-15 흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 mocvd반응 장치 KR102666098B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910575797.0 2019-06-28
CN201910575797.0A CN112144113A (zh) 2019-06-28 2019-06-28 石墨载盘及具有其的mocvd反应装置
PCT/CN2019/118638 WO2020258676A1 (zh) 2019-06-28 2019-11-15 石墨载盘及具有其的mocvd反应装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220003070A true KR20220003070A (ko) 2022-01-07
KR102666098B1 KR102666098B1 (ko) 2024-05-13

Family

ID=73869404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217039239A KR102666098B1 (ko) 2019-06-28 2019-11-15 흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 mocvd반응 장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102666098B1 (ko)
CN (1) CN112144113A (ko)
WO (1) WO2020258676A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114645324A (zh) * 2022-03-29 2022-06-21 江苏鹏举半导体设备技术有限公司 一种基于mocvd设备的石墨盘

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070012520A (ko) * 2004-05-18 2007-01-25 가부시키가이샤 섬코 기상 성장 장치용 서셉터
CN102766854A (zh) * 2012-08-16 2012-11-07 江苏汉莱科技有限公司 一种mocvd新系统
KR20140005136A (ko) * 2010-08-02 2014-01-14 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 화학 기상 증착 반응기를 위한 배기 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202116645U (zh) * 2010-08-09 2012-01-18 上海蓝宝光电材料有限公司 一种金属有机物化学气相沉积设备的多区加热装置
CN103205731A (zh) * 2012-03-21 2013-07-17 江苏汉莱科技有限公司 一种mocvd新反应系统
CN202543317U (zh) * 2012-03-21 2012-11-21 江苏汉莱科技有限公司 一种新型mocvd反应装置
CN203999906U (zh) * 2014-08-19 2014-12-10 湘能华磊光电股份有限公司 应用于Crius机型的石墨盘，石墨盘结构，反应腔室
CN204874729U (zh) * 2015-07-27 2015-12-16 美尔森先进石墨（昆山）有限公司 Mocvd设备中的石墨盘
CN205313713U (zh) * 2015-12-30 2016-06-15 晶能光电（常州）有限公司 一种mocvd中用于放置硅衬底的石墨盘

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070012520A (ko) * 2004-05-18 2007-01-25 가부시키가이샤 섬코 기상 성장 장치용 서셉터
KR20140005136A (ko) * 2010-08-02 2014-01-14 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 화학 기상 증착 반응기를 위한 배기 장치
CN102766854A (zh) * 2012-08-16 2012-11-07 江苏汉莱科技有限公司 一种mocvd新系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020258676A1 (zh) 2020-12-30
CN112144113A (zh) 2020-12-29
KR102666098B1 (ko) 2024-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9870937B2 (en) High productivity deposition reactor comprising a gas flow chamber having a tapered gas flow space
US8652259B2 (en) Scalable, high-throughput, multi-chamber epitaxial reactor for silicon deposition
JP5555241B2 (ja) 材料蒸着のための装置、材料蒸着のためのシステムおよび材料蒸着のための方法
CN102421934B (zh) 高产量多晶片外延反应器
CN103074606A (zh) 石墨盘、具有上述石墨盘的反应腔室和对衬底的加热方法
US8968473B2 (en) Stackable multi-port gas nozzles
CN202465868U (zh) 石墨盘、具有上述石墨盘的反应腔室
US20120321786A1 (en) System for multi-region processing
CN110438473A (zh) 一种化学气相沉积装置及方法
KR102632383B1 (ko) Mocvd 반응 장치
US20130125819A1 (en) Chemical gas deposition reactor
CN102465280A (zh) 双面生长型mocvd反应器
CN103074607A (zh) 石墨盘、具有上述石墨盘的反应腔室
CN114072900B (zh) 晶片承载盘与晶片外延装置
KR102666098B1 (ko) 흑연 웨이퍼 캐리어 및 이를 포함하는 mocvd반응 장치
CN202954089U (zh) 化学气相沉积设备及其用于该设备的承载机构
CN103849855A (zh) 化学气相沉积设备及其用于该设备的承载机构
CN202626287U (zh) 石墨盘、具有上述石墨盘的反应腔室
CN210314561U (zh) 石墨载盘及具有其的mocvd反应装置
CN202450155U (zh) 化学气相沉积设备的反应腔室
KR102001911B1 (ko) 태양 전지용 수직형 유기 금속 화학 기상 증착 장치
CN213295567U (zh) 用于mocvd设备的石墨盘
KR20160095502A (ko) 태양 전지용 유기 금속 화학 기상 증착 장치
CN103074602A (zh) 化学气相沉积设备的反应腔室
KR20130072958A (ko) 탄화규소 증착 장치 및 탄화규소 증착 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant