基座及具有該基座的用於化學氣相沉積的設備的製作方法

2023-10-29 20:20:17 1

專利名稱：基座及具有該基座的用於化學氣相沉積的設備的製作方法
技術領域：
下面描述中的示例實施例涉及一種基座(susc^ptor)以及一種具有該基座的化學氣相沉積(CVD)設備。
背景技術：
發光二極體(LED)是一種將電流轉換成光的半導體器件。用於LED的製造工藝包括外延片(印iwafer)製造工藝、晶片製造工藝、封裝工藝和模塊化工藝。外延片製造工藝通過使用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)設備在基底上生長GaN 基晶體來製造外延片。通常，基底由安裝到MOCVD設備的基座的附屬盤(satellite disc)支撐。當將基底與基座分開時，基底可以由機械手提起。然而，當機械手將基底直接提起時，基底會因突然的溫度改變而被損壞。因此，通常將基底與附屬盤一起傳送。然後，將附屬盤與基底分開並將附屬盤返回到基座。這裡，在將附屬盤返回到基座中，需要使附屬盤位於基底的正確位置處。

發明內容
根據示例實施例，可以提供一種能夠有效地定位被返回到基座的諸如附屬盤的基底支撐單元的用於化學氣相沉積(CVD)設備的基座。根據示例實施例，還可以提供一種能夠在不使用釘銷的情況下定位被返回到基座的基底支撐單元的用於CVD設備的基座。通過提供一種基座實現了前述和/或其他方面，所述基座包括主體，被構造成包括具有不平坦表面的安裝單元；和基底支撐單元，被構造成位於所述安裝單元上，其中，所述基底支撐單元的底表面具有與所述安裝單元的形狀對應的形狀，並且所述安裝單元包括排氣孔以向所述基底支撐單元排放氣體。通過提供一種用於CVD的設備實現了前述和/或其他方面，所述用於CVD的設備包括反應室，被構造為提供有反應氣體；和基座，被構造為包括旋轉地安裝到所述反應室的主體和可移動地連接到所述主體的基底支撐單元，其中，所述主體設置有包括斜面的安裝單元，並且所述基底支撐單元設置有與所述安裝單元的斜面對應的斜面。在下面的描述中將部分地闡述示例實施例的其他方面、特徵和/或優點，並且部分地通過描述將是明顯的，或者可以通過本公開的實踐而明了。


通過結合附圖進行的對示例實施例的以下描述，這些和/或其他方面和優點將變得明顯和更易於理解，附圖中圖1示出了根據示例實施例的用於化學氣相沉積(CVD)設備的基座的平面圖；圖2示出了用於CVD設備的基座的剖視圖；圖3示出了圖2中示出的基底支撐單元被分離的基座的剖視圖；圖4示出了基底支撐單元的底部透視圖；圖5示出了根據其他示例實施例的用於CVD設備的基座的剖視圖；圖6示出了圖5中示出的基底支撐單元被分離的基座的剖視圖；圖7示出了基底支撐單元的底部透視圖。
具體實施例方式現在將詳細地描述示例實施例，附圖中示出了示例實施例的示例，其中，相同的標號始終代表相同的元件。下面通過參照附圖來描述示例實施例以解釋本公開。圖1示出了根據示例實施例的用於化學氣相沉積(CVD)設備1的基座20的平面圖。圖2示出了用於CVD設備1的基座20的剖視圖。圖3示出了圖2中示出的基底支撐單元22被分離的基座20的剖視圖。圖4示出了基底支撐單元22的底部透視圖。參照圖1至圖4，CVD設備1可以包括提供執行化學反應的空間的反應室10、安裝至少一個基底(未示出)的基座20、加熱基座20的熱源30和傳送基底支撐單元22的傳送單元40。反應室10包括允許基底支撐單元22通過的入口 11、提供反應氣體的反應氣體提供單元12和出口 13，出口 13用於在反應氣體與基底之間的化學反應之後排放殘留的廢氣。反應室10可以是提供預定尺寸的內部空間的圓柱形結構。此外，反應室10可以由高度耐磨和耐腐蝕的金屬製成。可以將絕熱材料提供到反應室10的內圓周，使反應室10 抵抗尚溫。反應氣體提供單元12可以設置在反應室10的上端。反應氣體提供單元12可以從反應室10的上端向下延伸。反應氣體提供單元12的下端可以延伸至接近基座20的主體21的中心的位置。可以將管設置在反應氣體提供單元12的內部以允許反應氣體流動。反應氣體可以包括Mo、NH3、H2、N2等。反應氣體可以在反應氣體提供單元12內沿豎直方向流動，並在反應氣體提供單元12的下端轉向水平方向。因此，反應氣體可以從反應氣體提供單元12沿水平方向排放，然後沿水平方向流到主體21的上部中。隨著通過反應氣體提供單元12流入的反應氣體與基底反應，外延層可以被氣相沉積在基底的上表面上，並可以在基底的上表面上生長。基座20可以包括主體21和可移動地連接到主體21的基底支撐單元22。主體21可以由塗覆有碳或碳化矽(SiC)的石墨組成。主體21可以為盤狀以易於在反應室10中旋轉。主體21的上表面可以包括安裝單元23，基底支撐單元22位於安裝單元23上。多個安裝單元23可以沿相對主體21中心的圓周方向以均勻的間隔共面布置。安裝單元23可以包括不平坦的表面，以在基底支撐單元22的返回過程中使基底支撐單元22從主體21的脫離最小化。更具體地講，安裝單元23可以從主體21的上表面凸出。例如，安裝單元23可以具有圓錐形形狀。因此，頂點231可以形成在安裝單元23的中心，同時斜面圍繞頂點231形成。斜面可以沿從頂點231向外圍的方向向下傾斜。安裝單元23可以包括適合排放氣體的排氣孔232。排氣孔232可以設置在安裝單元23的斜面上。排氣孔23的數量至少可以是三個。氣體可以通過排氣孔232沿向上方向排放。因此，氣體可以豎直地支撐基底支撐單元22。氣體可以通過基底支撐單元22的底表面轉向，因此排放到基底支撐單元22的側面。因此，基底支撐單元22可以與主體21分離預定的間隔。即，在基底支撐單元22和主體21之間形成預定的間隙G。由於基底支撐單元 22的重量和支撐基底支撐單元22的氣體的力是平衡的，所以可以恆定地保持間隙G。示例性地，通過排氣孔232排放的氣體不影響晶體在基底上生長。考慮到這點，氣體可以是氮氣或氫氣。旋轉軸210可以連接到主體21的下表面。諸如電機的驅動源可以連接到旋轉軸 210。主體21可以與旋轉軸210整體地旋轉。主體21可以包括設置在其中的供氣管M，以提供通過排氣孔232排放的氣體。供氣管M可以將來自設置在反應室10外部的外部氣體源(未示出)的氣體提供給排氣孔 232。如圖2中所示，供氣管M可以通過旋轉軸210連接到外部氣體源，以防止由主體21 的旋轉導致的供氣管M的扭曲。基底支撐單元22可以位於安裝單元23上。以與主體21相同的方式，基底支撐單元22可以由塗覆有SiC的碳製成。此外，基底支撐單元22可以為盤狀以易於在主體21上旋轉。基底可以位於基底支撐單元22的上表面222上。上表面222可以是平面。不具體地限定基底的材料。因此，可以將由藍寶石或尖晶石(MgAl2O4)製成的介電基底、由SiC、 Si、ZnO, GaAs或GaN製成的半導體基底以及導電基底用作基底。然而，當在當前實施例中製造水平半導體LED時，示例性地使用藍寶石基底。根據基底和反應氣體之間的化學反應， GaN基晶體可以在基底上生長。基底支撐單元22可通過流過間隙G的氣體的粘性而在主體21上旋轉。排氣孔 232可以沿傾斜方向排放氣體以便於基底支撐單元22的旋轉。因此，基底通過基底支撐單元22的旋轉而旋轉，同時通過主體21的旋轉而環繞。 結果，晶體可以更均勻地生長。此外，由於基底支撐單元22利用與主體21的預定間隙G而旋轉，所以可以防止這些部件的摩擦損壞和變形，同時實現穩定的氣相沉積。基底支撐單元22的底表面可以以與安裝單元23對應的形狀凹進。因此，基底支撐單元22的底表面可以以與安裝單元23對應的圓錐形形狀凹進。更具體地講，基底支撐單元22的底表面可以包括凹進部分2M和中心點225。此外，斜面可以圍繞中心點225形成。因此，安裝單元23可以容納在基底支撐單元22中。根據上面的構造，即使被返回到安裝單元23的基底支撐單元22位於錯誤的位置上(稍微偏離安裝單元23的中心)，也可以糾正錯誤的位置。此外，由於基底支撐單元22 通過從排氣孔232排放的氣體而與安裝單元23分離預定的間隔，所以可以更方便地實現基底支撐單元22的位置糾正。換句話說，由於基底支撐單元22和安裝單元23具有彼此對應的形狀，並且由於基底支撐單元22在氣體的作用下浮起，所以可以更容易地執行被返回的基底支撐單元22的定位，因此在基底支撐單元22的返回過程中減小了錯誤率。
熱源30將熱提供到反應室10的內部。具體地講，熱源30靠近基座20設置以將熱提供至基座20來加熱基底。可以使用電加熱器、高頻感應加熱器、紅外線輻射加熱器和雷射加熱器中的任何一種作為熱源30。傳送單元40可以包括夾取基底支撐單元22的夾取部分41和從夾取部分41延伸出的延伸部分42。可以像機械手一樣自動地控制傳送單元40。傳送單元40可以將基底與基底支撐單元22 —起傳送到反應室10的外部，或將與基底分離的基底支撐單元22返回到反應室10。在下文中，將描述示例實施例的操作。當在基底的表面上生長和氣相沉積GaN基外延層時，將氣相沉積的對象(即，基底)放置在基底支撐單元22上。在這種情況下，可以通過旋轉軸210的驅動力使主體21沿一個方向旋轉。基底支撐單元22在通過排氣孔232排放的氣體的粘性的作用下旋轉。此外，反應氣體提供單元12可以提供包含混合的諸如三甲基鎵(TMGa)的源氣和諸如氨的載氣的反應氣體。熱源30可以將熱提供至反應室10。因此，反應氣體與基底的表面均勻地接觸，從而均勻地形成其上生長有氮化物的薄膜，即，半導體外延層。接下來，傳送單元40的夾取部分41可以夾取位於安裝單元23上的基底支撐單元 22，並將基底和基底支撐單元22 —起傳送。由於基底支撐單元22與安裝單元23分離預定的間隔，所以傳送單元40可以有效地傳送基底支撐單元22。在將基底支撐單元22傳送至反應室10的外部之後，將基底與基底支撐單元22分
1 O接下來，可以將基底支撐單元22返回至安裝單元23。安裝單元23凸出，而基底支撐單元22以與安裝單元23的形狀對應的形狀凹進。基底支撐單元22在由排氣孔232排放的氣體的作用下浮起。因此，即使在基底支撐單元22被返回到偏離安裝單元23的中心的錯誤位置時，也可以對基底支撐單元22的錯誤位置進行糾正。在下文中，將描述其他示例實施例。然而僅基底支撐單元和安裝單元的構造不同， 當前實施例的其他特徵與前面實施例的其他特徵相同，並將不進行重複的解釋。圖5示出了根據其他示例實施例的用於CVD設備的基座的剖視圖。圖6示出了圖 5中示出的基底支撐單元被分離的基座的剖視圖。圖7示出了基底支撐單元的底部透視圖。參照圖5至圖7，當前示例實施例的安裝單元沈可以從主體21的上表面凹進。例如，安裝單元沈可以以具有寬的上部和窄的下部的逐漸變細的漏鬥形狀凹進。根據這點， 最低點261可以形成在安裝單元沈的中心。斜面可以圍繞最低點261形成。斜面可以從最低點261向外圍而向上傾斜。排氣孔262可以形成在安裝單元沈上以排放氣體。更具體地講，排氣孔262可以形成在安裝單元沈的斜面上。根據當前示例實施例，基底可以位於基底支撐單元觀的上表面282上。上表面 282可以是平面。基底支撐單元觀的底表面可以以與安裝單元沈對應的形狀凸出。即，所述底表面可以以圓錐形形狀凸出以被容納在安裝單元沈中。更具體地講，基底支撐單元28的底表面可以包括凸起部分283和中心點觀5。此外，斜面可以圍繞中心點285形成。根據這點，基底支撐單元觀可以容納在安裝單元沈中。這樣，由於基底支撐單元觀和安裝單元沈具有彼此對應的形狀，並且由於基底支撐單元觀在氣體的作用下浮起，所以可以更容易地執行被返回的基底支撐單元觀的定位， 因此在基底支撐單元觀的返回過程中減小了錯誤率。根據示例實施例，當返回基底支撐單元時，可以不需要對基底支撐單元進行精確定位。此外，可以防止基底支撐單元因與釘銷(pin)的摩擦而變形。因此，可以穩定地執行氣相沉積。雖然已示出和描述了示例實施例，但是本領域技術人員將理解的是，在不脫離本公開的原理和精神的情況下，可以對這些示例實施例做出改變，本公開的範圍限定在權利要求書及其等同物中。
權利要求
1.一種基座，所述基座包括主體，被構造成包括具有不平坦表面的安裝單元；和基底支撐單元，被構造成位於所述安裝單元上，其中，所述基底支撐單元的底表面具有與所述安裝單元的形狀對應的形狀，並且所述安裝單元包括排氣孔以向所述基底支撐單元排放氣體。
2.如權利要求1所述的基座，其中，所述安裝單元包括圓錐形的凸起部分或圓錐形的凹進部分。
3.如權利要求2所述的基座，其中，所述安裝單元包括斜面，並且所述排氣孔形成在所述斜面上。
4.如權利要求1所述的基座，其中，所述基底支撐單元通過所述氣體與所述主體分離。
5.如權利要求4所述的基座，其中，間隙形成在所述基底支撐單元和所述主體之間以允許所述氣體的流動。
6.如權利要求1所述的基座，其中，所述氣體從所述排氣孔沿傾斜方向排放出，並且所述基底支撐單元因所述氣體的粘性而旋轉。
7.如權利要求1所述的基座，其中，所述氣體為氮氣或氫氣。
8.一種用於化學氣相沉積的設備，所述設備包括 反應室，被構造為提供有反應氣體；和基座，被構造為包括旋轉地安裝到所述反應室的主體和可移動地連接到所述主體的基底支撐單元，其中，所述主體設置有包括斜面的安裝單元，並且所述基底支撐單元設置有與所述安裝單元的斜面對應的斜面。
9.如權利要求8所述的設備，所述設備還包括供氣管，設置到所述主體以提供用於使所述基底支撐單元浮起的氣體； 熱源，將熱提供至所述反應室；和傳送單元，傳送所述基底支撐單元。
10.如權利要求8所述的設備，其中，所述安裝單元包括凸起部分，並且所述基底支撐單元包括凹進部分。
11.如權利要求10所述的設備，其中，所述安裝單元具有圓錐形形狀。
12.如權利要求8所述的設備，其中，所述安裝單元包括凹進部分，並且所述基底支撐單元包括凸起部分。
13.如權利要求12所述的設備，其中，所述凸起部分具有圓錐形形狀。
14.如權利要求9所述的設備，其中，所述安裝單元的斜面包括與所述供氣管流體連通的排氣孔。
15.如權利要求9所述的設備，其中，所述基底支撐單元通過所述氣體與所述主體分1 O
16.如權利要求8所述的設備，其中，所述基底由塗覆有碳化矽的碳組成。
全文摘要
提供了一種基座和一種用於化學氣相沉積(CVD)的設備。該基座包括主體，被構造成包括具有不平坦表面的安裝單元；和基底支撐單元，被構造成位於所述安裝單元上。所述基底支撐單元的底表面具有與所述安裝單元的形狀對應的形狀，並且所述安裝單元包括排氣孔以向所述基底支撐單元排放氣體。因此，當基底支撐單元被返回時，可以不需要對基底支撐單元進行精確定位。此外，可以穩定地執行氣相沉積。
文檔編號C23C16/458GK102373442SQ20111023011
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月9日 優先權日2010年8月9日
發明者李元伸 申請人:三星Led株式會社