KR20220103405A - 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법 - Google Patents

다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220103405A
KR20220103405A KR1020210005967A KR20210005967A KR20220103405A KR 20220103405 A KR20220103405 A KR 20220103405A KR 1020210005967 A KR1020210005967 A KR 1020210005967A KR 20210005967 A KR20210005967 A KR 20210005967A KR 20220103405 A KR20220103405 A KR 20220103405A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heater
source
melt
wafer
thin film
Prior art date
Application number
KR1020210005967A
Other languages
English (en)
Inventor
박영태
Original Assignee
주식회사 아이오지
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 주식회사 아이오지 filed Critical 주식회사 아이오지
Priority to KR1020210005967A priority Critical patent/KR20220103405A/ko
Publication of KR20220103405A publication Critical patent/KR20220103405A/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
    • C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/08—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • 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
    • C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
    • 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
    • C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
    • C30B19/064—Rotating sliding boat system
    • 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
    • C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/10—Controlling or regulating
    • 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
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/42—Gallium arsenide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0296—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L31/03046—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including ternary or quaternary compounds, e.g. GaAlAs, InGaAs, InGaAsP
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/28—Materials of the light emitting region containing only elements of Group II and Group VI of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

본 발명은 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치는, 반도체 소자의 제조에 사용되는 액상 에피텍셜 장치에 있어서, 상단은 닫혀 있고 하단은 열려 있는 구조로 구성되고, 상기 액상 에피텍셜 장치의 프레임에 의해 형성되는 공간에 상하 이동 가능하게 설치되는 히터와; 상기 액상 에피텍셜 장치의 프레임 및 상기 히터에 기계적으로 결합되도록 설치되며, 상기 히터를 상하 이동 가능하게 지지 및 고정하는 이동가이드/스크류부; 및 상기 히터의 내부에 설치되며, 다수의 웨이퍼를 성장시키는 흑연 보트를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 히터 상단이 닫힌 구조의 성장장치에 최적화된 대량 생산 및 다층 성장이 가능하도록 설계된 다층 액상 성장 장치용 흑연 보트가 구비되어 있어, 갈륨비소(GaAs) 태양전지나 적외선 발광소자 및 수광소자로 사용되는 2-6족, 3-5족 등의 화합물 반도체의 결정성장에 있어서, 다층의 박막 및 후막의 단결정성장 웨이퍼(wafer)를 대량으로 성장할 수 있다.

Description

다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법{Multi-layer thin film liquid phase epitaxial apparatus and method thereof}
본 발명은 다층(multi-layer) 박막 액상 에피택셜(epitaxial) 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 갈륨비소(GaAs) 태양전지나 적외선 발광소자 및 수광소자로 사용되는 2-6족, 3-5족 등의 화합물 반도체의 결정성장에 있어서, 다층의 박막 및 후막의 단결정성장 웨이퍼(wafer)를 대량으로 성장할 수 있도록 하는 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
갈륨비소(GaAs)를 기반으로 하는 액상 에피택시(LPE: liquid phase epitaxy) 방법은 높은 융점의 비소(As)와 낮은 융점의 갈륨(Ga)의 혼합체를 만들어서 갈륨(Ga) 속에 비소(As)를 혼합하면, 더 낮은 온도에서의 용융체를 형성할 수 있다. 갈륨과 비소의 혼합체의 융점은 도 1의 (A)에서와 같이 갈륨비소 결정의 융점(GaAs 융점=1238℃)보다 상대적으로 낮기 때문에, 갈륨비소 기판 위에 용융체(Melt)를 충분한 저속 냉각을 통해서 도 1의 (B)에서와 같이 에피텍시 성장 온도에 따라 단결정 n-GaAs와 p-GaAs 층을 반복해서 다양한 층을 성장할 수 있다.
종래의 다층(multi layer)을 성장하기 위한 액상 에피택셜 결정성장(Liquid Phase Epitaxy : LPE)의 경우, 슬라이드법(slide method)에 의한 설계로 수평형 결정성장 장치에 결정 성장을 진행하기 위한 다원 화합물 반도체의 원재료(source)를 조성비에 맞도록 각각의 다층 만큼의 통에 넣게 된다. 다층을 성장할 경우에 있어서 도 2의 (A)와 같이 성장 장치는 대형인데 비해서 성장이 가능한 기판의 수는 소량만 성장이 가능하게 된다.
대량 생산을 위해서는 수직형 성장장치(vertical epitaxy)를 이용하여 흑연 보트(graphite boat)를 설계하게 되는데, 이경우 3층 이상의 다층을 만들기 어렵다. 이 경우에는 또한, 갈륨비소(GaAs) 태양전지에 있어서의 단일접합(single junction) 갈륨비소(GaAs) 태양전지의 다층을 구현할 수 없는 문제가 있다. 다층을 구현하는 흑연 보트를 적용하기 위해서는 대형의 장비가 필요하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같은 종래 수평형 흑연 보트의 경우, 슬라이더(311) 위에 1∼3장의 웨이퍼가 놓인 상태에서, 슬라이더(311)가 움직이면 각각의 멜트 박스(312)의 수량에 따라서 다른 종류의 소스를 이용하여서 층을 성장할 수 있는 장점이 있지만, 웨이퍼의 놓는 위치가 협소하기 때문에 대량 양산에는 부적합하다.
도 4에 도시된 바와 같은 종래 수직형 하단 밀패형 히터 구조의 액상 에피텍셜 장비용 수직형 보트로 성장을 진행하는 경우는, 하단에 웨이퍼 로딩부(413)가 놓이게 되고 상단에 멜트 박스(410,411,412)가 위치하게 되는데, 하단의 웨이퍼 로딩부(413)에 위치하는 웨이퍼의 수량은 30∼100매까지 대량으로 로딩하여서 생산성을 높일 수 있지만, 상단의 멜트 박스(410,411,412)의 수량이 2∼3개로 매우 제한적으로 에피텍셜 층의 성장을 2∼3층밖에 할 수 없는 단점이 있다. 도 4에서 (A)는 종래 수직형 하단 밀폐형 액상 에피텍셜 장치를 나타내고, (B)는 전용 보트를 나타낸다.
액상 에피택시(LPE) 방법에 있어서 3-5족이나 2-6족 화합물의 경우 Hg, As, P 등을 포함하는 결정 성장(epitaxy)에서의 성장로(reactor)의 내부의 증기압에 따라서 멜트(melt) 내부의 Hg, As, P 등이 외부로 빠져 나가는 현상이 발생되어 분위기 가스인 수소나 질소를 사용하는데 이에 대한 증기압의 조절이나, 손실된 만큼의 추가적인 소스(source)의 주입이 필요하다.
수평형 성장장치의 경우 도 2의 (B)에 도시된 LPE 시스템 반응로 모식도와 같이, 갈륨량에 비해서 많은 비소량이 함유된 상태로 기판 위에 용융액(melt)이 주입된 이후에 2번째의 소스(source)인 용융액의 주입이 진행되는 시점에서, 첫번째 소스의 융융액이 기판 위에 잔류하게 되는데, 기판과 용융액 사이의 표면장력 및 제거하는 구조 설계의 오차에 의해서 발생된다. 이로 인해서 에피층(epitaxy layer)의 박막 결정성장인 0.5um 이하의 매우 얇은 층의 성장이 어려운 단점이 있다.
또한, 상기의 2번째 층을 성장할 때 일 부분의 첫번째 층의 잔류물이 불균일하게 남기 때문에, AlGaAs의 경우 알루미늄(Al)+갈륨(Ga)+비소(As)의 조성비율의 조절이 어렵고 대량 생산에 따른 편차가 많은 단점이 있다.
한편, 한국 등록특허공보 제10-1198758호(특허문헌 1)에는 "수직구조 반도체 발광소자 및 그 제조방법"이 개시되어 있는바, 이에 따른 수직구조 반도체 발광소자의 제조방법은 칩 제작 공정시, 습식 에칭 공정을 이용할 수 있기 때문에, 기존의 기계 및 레이저 가공을 통한 칩 제작 공정에서보다 칩 수율을 크게 향상시킬 수 있고, 양호한 웨이퍼 본딩을 통한 양질의 질화물계 반도체 단결정 다층 박막을 얻을 수 있기는 하나, 다층의 박막 및 후막의 단결정성장 웨이퍼(wafer)를 대량으로 성장시킬 수는 없는 단점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1198758호(2012.11.12. 공고)
본 발명은 이상과 같은 사항을 종합적으로 감안하여 창출된 것으로서, 갈륨비소(GaAs) 태양전지나 적외선 발광소자 및 수광소자로 사용되는 2-6족, 3-5족 등의 화합물 반도체의 결정성장에 있어서, 다층의 박막 및 후막의 단결정성장 웨이퍼(wafer)를 대량으로 성장할 수 있도록 하는 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치는,
반도체 소자의 제조에 사용되는 액상 에피텍셜 장치에 있어서,
상단은 닫혀 있고 하단은 열려 있는 구조로 구성되고, 상기 액상 에피텍셜 장치의 프레임에 의해 형성되는 공간에 상하 이동 가능하게 설치되는 히터와;
상기 액상 에피텍셜 장치의 프레임 및 상기 히터에 기계적으로 결합되도록 설치되며, 상기 히터를 상하 이동 가능하게 지지 및 고정하는 이동가이드/스크류부; 및
상기 히터의 내부에 설치되며, 다수의 웨이퍼를 성장시키는 흑연 보트를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 흑연 보트는,
상단 회전축 및 하단 회전축을 구비하는 흑연봉과;
상기 흑연봉의 상단 회전축 부분에 설치되며, 그 내부에는 웨이퍼 기판에 단결정의 반도체층을 성장하기 위해 공급할 멜트 소스가 충전되는 멜트 소스통과;
상기 흑연봉의 상단 회전축에 설치되어 상단 회전축으로부터 회전력을 전달받아 상기 멜트 소스통을 회전시키는 소스통 회전기어와;
상기 흑연봉의 상단 회전축과 하단 회전축 사이에 설치되며, 그 내부에는 다수의 웨이퍼가 로딩되고, 상기 멜트 소스통으로부터 멜트 소스를 공급받아 웨이퍼 상에 단결정의 반도체층을 성장하는 웨이퍼 로딩부와;
상기 웨이퍼 로딩부 하부의 상기 흑연봉의 하단 회전축 주위에 설치되며, 반도체층의 성장이 완료된 후 잔류 멜트 소스를 제거하는 멜트 제거통; 및
상기 흑연봉 및 흑연봉에 설치된 상기 멜트 소스통, 웨이퍼 로딩부 및 멜트 제거통으로 이루어지는 구조체 전체를 고정 및 지지하는 흑연봉 지지대를 포함하여구성될 수 있다.
또한, 상기 히터의 내부 공간은 제1∼제5 영역으로 구분되고, 상기 흑연 보트의 상기 멜트 소스통 부위는 상기 히터의 제1∼제5 영역 중 제3 영역에 대응하고, 상기 웨이퍼 로딩부는 상기 히터의 제1∼제5 영역 중 제4 영역에 대응하며, 상기 멜트 제거통은 상기 히터의 제1∼제5 영역 중 제5 영역에 대응하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 흑연봉의 하단 회전축은 스텝 모터와 기계적으로 연결되도록 구성되고, 상기 스텝 모터의 회전력이 상기 흑연봉의 하단 회전축으로 전달되어 하단 회전축이 회전함에 따라 상기 흑연봉의 상단 회전축이 동시에 회전하여 상단 회전축 부분에 설치되어 있는 상기 멜트 소스통이 연동하여 회전하면서 멜트 소스통 내의 소스들이 웨이퍼에 주입되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 히터의 내부의 열이 상기 흑연봉의 하단 회전축의 플랜지의 오링부에 미치는 열적인 영향을 감소시키기 위해 상기 멜트 제거통 하부의 흑연봉의 하단 회전축에는 흑연봉 열차단 블록이 설치될 수 있다.
또한, 상기 히터의 내부의 온도를 내부 열전대(thermocouple)를 통해서 온도를 제어하고, 상기 열전대의 각 센서의 위치는 히터에 설치된 온도 센서의 위치와 각각 대응하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 히터의 내부에 설치된 쿼츠 반응관 내에는 가스 흐름관이 설치되고, 상기 쿼츠 반응관의 하단에서 흐르는 가스가 상기 가스 흐름관을 통해 쿼츠 반응관의 상단에서 분사되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 방법은,
a) 웨이퍼 기판과 소스를 클리닝한 후, 웨이퍼 로딩부에 웨이퍼를 로딩하고 멜트 소스통에 멜트 소스를 충전하는 한편 부재료를 장착하는 단계와;
b) 히터 내부의 반응로에 흑연 보트를 장입한 후, 진공 상태에서 반응로 내부 및 흑연 보트 내부의 산소를 제거하는 단계와;
c) 상기 산소의 제거가 완료된 후, 진공 상태에서 상기 반응로 내부 및 흑연 보트 내부에 특정 가스를 주입하여 특정 가스의 분위기 상태로 만든 후, 히터를 가열하는 단계와;
d) 소정 온도에서 상기 멜트 소스통을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부의 웨이퍼 기판 위에 주입하고, 온도를 서서히 내리면서 웨이퍼 기판 위에 단결정의 반도체 층을 성장시키는 단계와;
e) 웨이퍼 로딩부 하부에 설치되어 있는 멜트 제거통을 회전시켜 성장이 완료된 후의 잔류 소스를 멜트 제거통으로 제거하는 단계와;
f) 웨이퍼 로딩부는 그대로 유지시킨 상태에서 상부의 멜트 소스통을 회전시켜 두 번째 소스를 웨이퍼 로딩부의 웨이퍼 기판 위에 주입하면서 두 번째 층을 성장시키는 단계; 및
g) 상기 두 번째 층의 성장이 완료된 후, 온도를 상온까지 급격히 낮추어 웨이퍼 기판을 언로딩하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 단계 a)에서 웨이퍼 기판과 소스를 클리닝함에 있어서, 갈륨비소(GaAs) 기판의 경우 암모니아 계열의 약품을 NH4OH + HO2 + H2O로 희석하여 표면의 파티클 및 오염성 물질을 에칭한 이후에 순수에 10∼15분간 클리닝을 진행할 수 있다.
또한, 상기 단계 b)에서 반응로 내부 및 흑연 보트 내부의 산소를 제거함에 있어서, 1×10-3 Torr 이하의 고진공 상태에서 30분 이상 동안 산소를 제거해 줄 수 있다.
또한, 상기 단계 c)에서 상기 반응로 내부 및 흑연 보트 내부에 수소(H2) 가스를 주입하여 수소(H2) 가스의 분위기 상태로 만든 후, 온도를 920℃까지 히터를 가열할 수 있다.
또한, 상기 단계 d)에서 950℃ 온도에서 상기 멜트 소스통을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부의 웨이퍼 기판 위에 주입하고, 온도를 0.5℃/min∼3.0℃/min의 하강 속도로 서서히 내리면서 웨이퍼 기판 위에 단결정의 반도체 층을 성장시킬 수 있다.
이때, 상기 멜트 소스통을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부의 웨이퍼 기판 위에 주입함에 있어서, 측면의 벽면의 홀을 통해서 하부에서 상부로 주입시키는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 히터 상단이 닫힌 구조의 성장장치에 최적화된 대량 생산 및 다층 성장이 가능하도록 설계된 다층 액상 성장 장치용 흑연 보트가 구비되어 있어, 갈륨비소(GaAs) 태양전지나 적외선 발광소자 및 수광소자로 사용되는 2-6족, 3-5족 등의 화합물 반도체의 결정성장에 있어서, 다층의 박막 및 후막의 단결정성장 웨이퍼(wafer)를 대량으로 성장할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 갈륨비소(GaAs) 상태 및 갈륨비소(GaAs)의 에피텍시 성장 온도 프로파일 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 수평형 액상 에피텍셜 시스템 및 반응로를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 수평형 액상 에피텍셜용 흑연 보트를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래 수직형 하단 밀폐형 액상 에피텍셜 장치 및 전용 보트를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치의 흑연 보트를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치의 히터의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치의 챔버 내부의 가스 흐름 및 온도 측정 개요를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 방법의 실행 과정을 나타낸 흐름도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치(500)는, 반도체 소자의 제조에 사용되는 액상 에피텍셜 장치에 있어서, 히터(510), 이동가이드/스크류부(520) 및 흑연 보트(600)(도 6 참조)를 포함하여 구성된다.
히터(510)는 상단은 닫혀 있고 하단은 열려 있는 구조로 구성되고, 상기 액상 에피텍셜 장치의 프레임에 의해 형성되는 공간에 상하 이동 가능하게 설치된다.
이동가이드/스크류부(520)는 상기 액상 에피텍셜 장치의 프레임 및 상기 히터(510)에 기계적으로 결합되도록 설치되며, 상기 히터(510)를 상하 이동 가능하게 지지 및 고정하는 역할을 한다.
흑연 보트(600)는 상기 히터(510)의 내부에 설치되며, 다수의 웨이퍼를 성장시키는 역할을 한다.
도 5에서 (A)는 측면도이고, (B)는 정면도이다. 또한, 참조번호 530은 다층 박막 액상 에피택셜 장치(500)의 동작을 제어하기 위한 제어 패널을 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치의 흑연 보트를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 흑연 보트(600)는, 상단 회전축(630) 및 하단 회전축(660)을 구비하는 흑연봉과; 상기 흑연봉의 상단 회전축(630) 부분에 설치되며, 그 내부에는 웨이퍼 기판에 단결정의 반도체층을 성장하기 위해 공급할 멜트 소스가 충전되는 멜트 소스통(610)과; 상기 흑연봉의 상단 회전축(630)에 설치되어 상단 회전축(630)으로부터 회전력을 전달받아 상기 멜트 소스통(610)을 회전시키는 소스통 회전기어(620)와; 상기 흑연봉의 상단 회전축(630)과 하단 회전축(660) 사이에 설치되며, 그 내부에는 다수의 웨이퍼가 로딩되고, 상기 멜트 소스통(610)으로부터 멜트 소스를 공급받아 웨이퍼 상에 단결정의 반도체층을 성장하는 웨이퍼 로딩부(640)와; 상기 웨이퍼 로딩부(640) 하부의 상기 흑연봉의 하단 회전축(660) 주위에 설치되며, 반도체층의 성장이 완료된 후 잔류 멜트 소스를 제거하는 멜트 제거통(650); 및 상기 흑연봉 및 흑연봉에 설치된 상기 멜트 소스통(610), 웨이퍼 로딩부(640) 및 멜트 제거통(650)으로 이루어지는 구조체 전체를 고정 및 지지하는 흑연봉 지지대(670)를 포함하여구성될 수 있다.
한편, 상기 히터(510)의 내부 공간은, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1∼제5 영역(510a∼510e)으로 구분되고, 상기 흑연 보트(600)의 상기 멜트 소스통(610) 부위는 상기 히터(510)의 제1∼제5 영역(510a∼510e) 중 제3 영역(510c)에 대응하고, 상기 웨이퍼 로딩부(640)는 상기 히터의 제1∼제5 영역(510a∼510e) 중 제4 영역(510d)에 대응하며, 상기 멜트 제거통(650)은 상기 히터의 제1∼제5 영역(510a∼510e) 중 제5 영역(510e)에 대응하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 흑연봉의 하단 회전축(660)은 스텝 모터(710)와 기계적으로 연결되도록 구성되고, 상기 스텝 모터(710)의 회전력이 상기 흑연봉의 하단 회전축(660)으로 전달되어 하단 회전축(660)이 회전함에 따라 상기 흑연봉의 상단 회전축(630)이 동시에 회전하여 상단 회전축(630) 부분에 설치되어 있는 상기 멜트 소스통(610)이 연동하여 회전하면서 멜트 소스통(610) 내의 소스들이 웨이퍼에 주입되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 히터(510)의 내부의 열이 상기 흑연봉의 하단 회전축(660)의 플랜지의 오링부에 미치는 열적인 영향을 감소시키기 위해 상기 멜트 제거통(650) 하부의 흑연봉의 하단 회전축(660)에는 흑연봉 열차단 블록(730)이 설치될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 히터(510)의 내부의 온도를 내부 열전대(thermocouple)(810)를 통해서 온도를 제어하고, 상기 열전대(810)의 각 센서의 위치는 히터에 설치된 외부 온도 센서(840a∼840e)의 위치와 각각 대응하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 히터(510)의 내부에 설치된 쿼츠 반응관(850) 내에는 가스 흐름관(820)이 설치되고, 상기 쿼츠 반응관(850)의 하단에서 흐르는 가스가 상기 가스 흐름관(820을 통해 쿼츠 반응관(850)의 상단에서 분사되도록 구성될 수 있다. 이는가스 흐름관(8200)을 통해서 하단부에서의 H2/N2 등의 가스가 상단으로 흐를수 있도록 구성함으로써 멜트 소스통(610)에서 발생하는 오염원을 최소화하기 위한 것이다.
그러면, 이하에서는 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치를 기반으로 한 다층 박막 액상 에피택셜 방법에 대하여 설명해 보기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 방법의 실행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 방법에 따라, 먼저 웨이퍼 기판(예를 들면, 갈륨비소(GaAs) 기판)과 소스(예를 들면, poly-GaAs, Si, Zn, Al 등)를 클리닝한 후, 웨이퍼 로딩부(640)에 웨이퍼를 로딩하고 멜트 소스통(610)에 멜트 소스를 충전하는 한편 부재료를 장착한다(단계 S901). 여기서, 상기 웨이퍼 기판과 소스를 클리닝함에 있어서, 갈륨비소(GaAs) 기판의 경우 암모니아 계열의 약품을 NH4OH + HO2 + H2O로 희석하여 표면의 파티클 및 오염성 물질을 에칭한 이후에 순수에 10∼15분간 클리닝을 진행할 수 있다.
웨이퍼 로딩부(640)에 웨이퍼의 로딩이 완료되면, 히터 내부의 반응로, 예컨대, 쿼츠 반응관(850)(도 8 참조)에 흑연 보트(600)를 장입한 후, 진공 상태에서 반응로 내부 및 흑연 보트 내부의 산소를 제거한다(단계 S902). 여기서, 반응로 내부 및 흑연 보트 내부의 산소를 제거함에 있어서, 1×10-3 Torr 이하의 고진공 상태에서 30분 이상 동안 산소를 제거해 줄 수 있다.
상기 산소의 제거가 완료된 후, 진공 상태에서 상기 반응로 내부 및 흑연 보트(600) 내부에 특정 가스를 주입하여 특정 가스의 분위기 상태로 만든 후, 히터(510)를 가열한다(단계 S903). 여기서, 상기 반응로 내부 및 흑연 보트(600) 내부에 수소(H2) 가스를 주입하여 수소(H2) 가스의 분위기 상태로 만든 후, 온도를 920℃까지 히터를 가열할 수 있다. 즉, 도 1의 (B)의 GaAs의 Epitaxy 성장온도 profile에서와 같이 상온에서 기판과 소스(source)를 흑연 보트(600) 위에 넣은 후, 920℃ 온도까지 히터(510)를 가열하여 갈륨 내부의 고온 융점의 소스들을 저온에서 녹을 수 있도록 충분한 시간만큼 가열하게 된다. 대략 1∼3시간 정도의 가열 시간을 갖게 된다.
이렇게 하여 히터(510)를 가열한 후, 소정 온도에서 상기 멜트 소스통(610)을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부(640)의 웨이퍼 기판 위에 주입하고, 온도를 서서히 내리면서 웨이퍼 기판 위에 단결정의 반도체 층을 성장시킨다(단계 S904). 이때, 950℃ 온도에서 상기 멜트 소스통(610)을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부(640)의 웨이퍼 기판 위에 주입하고, 온도를 예를 들면, 0.5℃/min∼3.0℃/min의 하강 속도로 서서히 내리면서 웨이퍼 기판 위에 단결정의 반도체 층을 성장시킬 수 있다. 여기서, 상기 하강 속도는 제품의 특성에 따라 다르게 적용될 수 있다. 또한, 성장되는 두께는 ΔT만큼의 시간동안 천천히 온도를 내리면 기판 위에 소스들이 균일하게 성장하게 된다.
이때, 상기 멜트 소스통(610)을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부(640)의 웨이퍼 기판 위에 주입함에 있어서, 측면의 벽면의 홀(미도시)을 통해서 하부에서 상부로 주입시키는 것이 바람직하다. 이는 웨이퍼 기판 위에 소스가 균일하게 올라올 수 있도록 하고, 소스가 기판에 주입되는 속도를 정밀하게 제어하기 위한 것이다. 이때, 또한 소스가 주입되는 홀의 크기를 조절함으로써 소스의 유속을 조절할 수 있다.
소스가 상부에서 웨이퍼 기판으로 바로 주입되는 경우, 홈위치의 바로 아래에 있는 기판의 경우 유속의 차이에 의해서 표면에 멜트 백(melt back) 현상이 심하게 발생하면서 소스(melt)에 의해서 기판의 표면이 녹는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상이 발생하게 되면, 박막의 경우 일정 부분의 성장층이 없어지는 문제가 초래될 수 있다. 따라서 소스를 웨이퍼 기판 위에 주입함에 있어서는 측면의 벽면의 홀을 통해서 하부에서 상부로 주입시키는 것이 바람직하다.
이후, 웨이퍼 로딩부(640) 하부에 설치되어 있는 멜트 제거통(650)을 회전시켜 성장이 완료된 후의 잔류 소스를 멜트 제거통(650)으로 제거한다(단계 S905). 여기서, 멜트 제거통(650)을 회전시키면 웨이퍼 표면에 붙은 잔류 소스들이 바닥으로 떨어져 제거된다. 이때, 웨이퍼 표면과 소스들의 표면장력에 의해서 잔류되는 소스들을 최소화하기 위해서는 제거되는 속도를 적절하게 조절하는 것이 필요하다. 잔류 소스가 제거되는 유속이 너무 빠르면 웨이퍼 표면의 잔류 소스가 많아지게 되고, 너무 느리면 소스가 완전하게 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라 제거되는 속도를 적절하게 조절하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 첫 번째 층의 성장이 완료되면, 웨이퍼 로딩부(640)는 그대로 유지시킨 상태에서 상부의 멜트 소스통(610)을 회전시켜 두 번째 소스를 웨이퍼 로딩부(640)의 웨이퍼 기판 위에 주입하면서 두 번째 층을 성장시킨다(단계 S906). 이때, ΔT만큼 온도를 내려서 원하는 두께만큼의 성장이 끝나면, 다시 멜트 제거통(650)을 회전시켜 웨이퍼 표면의 잔류 멜트 소스들을 제거한다. 이러한 작업을 계속 반복함으로써 다양한 두께의 층을 성장시킬 수 있다.
상기 두 번째 층의 성장이 완료된 후, 온도를 상온까지 급격히 낮추어 웨이퍼 기판을 언로딩한다(단계 S907). 이때, 기판의 표면에 잔류된 갈륨 등은 염산을 이용하여서 완전하게 제거하게 된다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 다층 박막 액상 에피택셜 장치는 히터 상단이 닫힌 구조의 성장장치에 최적화된 대량 생산 및 다층 성장이 가능하도록 설계된 다층 액상 성장 장치용 흑연 보트를 구비하고 있어, 갈륨비소(GaAs) 태양전지나 적외선 발광소자 및 수광소자로 사용되는 2-6족, 3-5족 등의 화합물 반도체의 결정성장에 있어서, 다층의 박막 및 후막의 단결정성장 웨이퍼(wafer)를 대량으로 성장할 수 있는 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
311: 슬라이더 312: 멜트 박스
410∼412: 멜트 박스 413: 웨이퍼 로딩부
420: 히터 430: 리액터 튜브
440: 멜트 소스 주입봉
500: (본 발명)다층 박막 액상 에피텍셜 장치
510: 히터 510a∼510e: 히터의 5 영역
520: 이동 가이드/스크류부 530: 제어 패널
600: 흑연 보트 610: 멜트 소스통
620: 소스통 회전기어 630: 흑연봉 상단 회전축
640: 웨이퍼 로딩부 650: 멜트 제거통
660: 흑연봉 하단 회전축 670: 흑연봉 지지대
710: 스텝 모터 720: 흑연봉 지지대
730: 흑연봉 열차단 블록 810: 열전대
820: 가스 흐름과 831: 냉각수 유입부
832: 냉각수 유출부 840a∼840e: 외부 온도 센서
850: 쿼츠 반응관

Claims (13)

  1. 반도체 소자의 제조에 사용되는 액상 에피텍셜 장치에 있어서,
    상단은 닫혀 있고 하단은 열려 있는 구조로 구성되고, 상기 액상 에피텍셜 장치의 프레임에 의해 형성되는 공간에 상하 이동 가능하게 설치되는 히터와;
    상기 액상 에피텍셜 장치의 프레임 및 상기 히터에 기계적으로 결합되도록 설치되며, 상기 히터를 상하 이동 가능하게 지지 및 고정하는 이동가이드/스크류부; 및
    상기 히터의 내부에 설치되며, 다수의 웨이퍼를 성장시키는 흑연 보트를 포함하는 다층 박막 액상 에피택셜 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흑연 보트는,
    상단 회전축 및 하단 회전축을 구비하는 흑연봉과;
    상기 흑연봉의 상단 회전축 부분에 설치되며, 그 내부에는 웨이퍼 기판에 단결정의 반도체층을 성장하기 위해 공급할 멜트 소스가 충전되는 멜트 소스통과;
    상기 흑연봉의 상단 회전축에 설치되어 상단 회전축으로부터 회전력을 전달받아 상기 멜트 소스통을 회전시키는 소스통 회전기어와;
    상기 흑연봉의 상단 회전축과 하단 회전축 사이에 설치되며, 그 내부에는 다수의 웨이퍼가 로딩되고, 상기 멜트 소스통으로부터 멜트 소스를 공급받아 웨이퍼 상에 단결정의 반도체층을 성장하는 웨이퍼 로딩부와;
    상기 웨이퍼 로딩부 하부의 상기 흑연봉의 하단 회전축 주위에 설치되며, 반도체층의 성장이 완료된 후 잔류 멜트 소스를 제거하는 멜트 제거통; 및
    상기 흑연봉 및 흑연봉에 설치된 상기 멜트 소스통, 웨이퍼 로딩부 및 멜트 제거통으로 이루어지는 구조체 전체를 고정 및 지지하는 흑연봉 지지대를 포함하여구성된 다층 박막 액상 에피택셜 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히터의 내부 공간은 제1∼제5 영역으로 구분되고, 상기 흑연 보트의 상기 멜트 소스통 부위는 상기 히터의 제1∼제5 영역 중 제3 영역에 대응하고, 상기 웨이퍼 로딩부는 상기 히터의 제1∼제5 영역 중 제4 영역에 대응하며, 상기 멜트 제거통은 상기 히터의 제1∼제5 영역 중 제5 영역에 대응하도록 구성된 다층 박막 액상 에피택셜 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 흑연봉의 하단 회전축은 스텝 모터와 기계적으로 연결되도록 구성되고, 상기 스텝 모터의 회전력이 상기 흑연봉의 하단 회전축으로 전달되어 하단 회전축이 회전함에 따라 상기 흑연봉의 상단 회전축이 동시에 회전하여 상단 회전축 부분에 설치되어 있는 상기 멜트 소스통이 연동하여 회전하면서 멜트 소스통 내의 소스들이 웨이퍼에 주입되도록 구성된 다층 박막 액상 에피택셜 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 히터의 내부의 열이 상기 흑연봉의 하단 회전축의 플랜지의 오링부에 미치는 열적인 영향을 감소시키기 위해 상기 멜트 제거통 하부의 흑연봉의 하단 회전축에는 흑연봉 열차단 블록이 설치되어 있는 다층 박막 액상 에피택셜 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히터의 내부의 온도를 내부 열전대(thermocouple)를 통해서 온도를 제어하고, 상기 열전대의 각 센서의 위치는 히터에 설치된 온도 센서의 위치와 각각 대응하도록 구성된 다층 박막 액상 에피택셜 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 히터의 내부에 설치된 쿼츠 반응관 내에는 가스 흐름관이 설치되고, 상기 쿼츠 반응관의 하단에서 흐르는 가스가 상기 가스 흐름관을 통해 쿼츠 반응관의 상단에서 분사되도록 구성된 다층 박막 액상 에피택셜 장치.
  8. a) 웨이퍼 기판과 소스를 클리닝한 후, 웨이퍼 로딩부에 웨이퍼를 로딩하고 멜트 소스통에 멜트 소스를 충전하는 한편 부재료를 장착하는 단계와;
    b) 히터 내부의 반응로에 흑연 보트를 장입한 후, 진공 상태에서 반응로 내부 및 흑연 보트 내부의 산소를 제거하는 단계와;
    c) 상기 산소의 제거가 완료된 후, 진공 상태에서 상기 반응로 내부 및 흑연 보트 내부에 특정 가스를 주입하여 특정 가스의 분위기 상태로 만든 후, 히터를 가열하는 단계와;
    d) 소정 온도에서 상기 멜트 소스통을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부의 웨이퍼 기판 위에 주입하고, 온도를 서서히 내리면서 웨이퍼 기판 위에 단결정의 반도체 층을 성장시키는 단계와;
    e) 웨이퍼 로딩부 하부에 설치되어 있는 멜트 제거통을 회전시켜 성장이 완료된 후의 잔류 소스를 멜트 제거통으로 제거하는 단계와;
    f) 웨이퍼 로딩부는 그대로 유지시킨 상태에서 상부의 멜트 소스통을 회전시켜 두 번째 소스를 웨이퍼 로딩부의 웨이퍼 기판 위에 주입하면서 두 번째 층을 성장시키는 단계; 및
    g) 상기 두 번째 층의 성장이 완료된 후, 온도를 상온까지 급격히 낮추어 웨이퍼 기판을 언로딩하는 단계를 포함하는 다층 박막 액상 에피택셜 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단계 a)에서 웨이퍼 기판과 소스를 클리닝함에 있어서, 갈륨비소(GaAs) 기판의 경우 암모니아 계열의 약품을 NH4OH + HO2 + H2O로 희석하여 표면의 파티클 및 오염성 물질을 에칭한 이후에 순수에 10∼15분간 클리닝을 진행하는 다층 박막 액상 에피택셜 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단계 b)에서 반응로 내부 및 흑연 보트 내부의 산소를 제거함에 있어서, 1×10-3 Torr 이하의 고진공 상태에서 30분 이상 동안 산소를 제거해 주는 다층 박막 액상 에피택셜 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 단계 c)에서 상기 반응로 내부 및 흑연 보트 내부에 수소(H2) 가스를 주입하여 수소(H2) 가스의 분위기 상태로 만든 후, 온도를 920℃까지 히터를 가열하는 다층 박막 액상 에피택셜 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 단계 d)에서 950℃ 온도에서 상기 멜트 소스통을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부의 웨이퍼 기판 위에 주입하고, 온도를 0.5℃/min∼3.0℃/min의 하강 속도로 서서히 내리면서 웨이퍼 기판 위에 단결정의 반도체 층을 성장시키는 다층 박막 액상 에피택셜 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 멜트 소스통을 회전시켜 첫 번째 소스를 웨이퍼 로딩부의 웨이퍼 기판 위에 주입함에 있어서, 측면의 벽면의 홀을 통해서 하부에서 상부로 주입시키는 다층 박막 액상 에피택셜 방법.
KR1020210005967A 2021-01-15 2021-01-15 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법 KR20220103405A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210005967A KR20220103405A (ko) 2021-01-15 2021-01-15 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210005967A KR20220103405A (ko) 2021-01-15 2021-01-15 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220103405A true KR20220103405A (ko) 2022-07-22

Family

ID=82605774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210005967A KR20220103405A (ko) 2021-01-15 2021-01-15 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220103405A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115467015A (zh) * 2022-10-18 2022-12-13 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种液相外延yig晶体生长自动控制设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101198758B1 (ko) 2009-11-25 2012-11-12 엘지이노텍 주식회사 수직구조 반도체 발광소자 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101198758B1 (ko) 2009-11-25 2012-11-12 엘지이노텍 주식회사 수직구조 반도체 발광소자 및 그 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115467015A (zh) * 2022-10-18 2022-12-13 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种液相外延yig晶体生长自动控制设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4681773A (en) Apparatus for simultaneous molecular beam deposition on a plurality of substrates
US4566918A (en) Utilizing interdiffusion of sequentially deposited links of HgTe and CdTe
CN1265432C (zh) 具有可移动的百叶窗挡板的反应器
EP1801269B1 (en) Process for producing a free-standing III-N layer, and free-standing III-N substrate
JPS6236999B2 (ko)
EP0200766B1 (en) Method of growing crystalline layers by vapour phase epitaxy
US3701682A (en) Thin film deposition system
US4773355A (en) Growth of epitaxial films by chemical vapor deposition
Waseem et al. A Review of Recent Progress in β‐Ga2O3 Epitaxial Growth: Effect of Substrate Orientation and Precursors in Metal–Organic Chemical Vapor Deposition
KR20220103405A (ko) 다층 박막 액상 에피택셜 장치 및 그 방법
US4365588A (en) Fixture for VPE reactor
US4619811A (en) Apparatus for growing GaAs single crystal by using floating zone
JPH0737823A (ja) 半導体膜形成方法及び半導体膜形成装置
US3235418A (en) Method for producing crystalline layers of high-boiling substances from the gaseous phase
JPS60176995A (ja) 単結晶の製造方法
JPS58209117A (ja) 化合物半導体膜の製造方法
JP2828708B2 (ja) 気相成長装置
JP3126163B2 (ja) ガスソース分子線エピタキシャル成長装置
JPS6134922A (ja) 超格子半導体装置の製造方法
JPH07165488A (ja) 結晶成長装置及び結晶成長方法
JP3168276B2 (ja) 結晶成長装置
JP2577543B2 (ja) 単結晶薄膜成長装置
JPH0744154B2 (ja) 光照射型低温ｍｏｃｖｄ方法および装置
JP2753832B2 (ja) 第▲ｉｉｉ▼・ｖ族化合物半導体の気相成長法
JPH02166723A (ja) 化合物半導体の成長方法

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination