一种LED外延片倒置MOCVD反应炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103526285103526285A(43)申请公布日2014.01.22(21)申请号201310435540.8(22)申请日2013.09.23(71)申请人北京思捷爱普半导体设备有限公司地址101312北京市顺义区天竺综合保税区空港工业园A区竺园路8号4号厂房1层(72)发明人樊志滨陈依新王勇飞(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人刘萍(51)Int.Cl.C30B25/12(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图6页附图6页(54)发明名称一种LED外延片倒置MOCVD反应炉(57)摘要一种LED外延片倒置MOCVD反应炉属于半导体外延生长设备领域。包括炉体、炉盖通过插销装置固定的基盘承载部，排气整流罩固定在炉底且通过外置升降汽缸与源料导入管同时进行升降。本技术方案中，衬底片倒挂式放置，基盘、卫星盘围可实现同时旋转，基盘可整体利用机械臂搬送。此设计使衬底外延生长面向下，解决了因此问题导致良率过低的问题；基盘旋转带动卫星盘围绕基盘轴心旋转，同时，卫星盘也围绕其轴心自转，消除了气流场的不均匀性和热场的不均匀性，使外延生长更加均匀；基盘利用机械臂搬送，相比较频繁开炉盖、手动更换衬底工序，节省了大量时间、提高了生产效率，以及降低了反应腔室与外界接触频率，延长维护保养时限，节约成本。CN103526285ACN1035268ACN103526285A权利要求书1/1页1.一种LED外延片倒置MOCVD反应炉，包括炉体（1）、固定在炉体顶部的炉盖（2），其特征在于，在炉体侧壁上开有过渡口（25），过渡口上固定有插板阀（26），炉盖通过插销装置（3）固定圆环状的且截面形状为L形状的基盘承载部（13），炉体内部旋转轴（8）通过磁流体（7）连接有基盘（16），源料气体导入管（21）、石英板（17）、排气整流罩（23）固定在炉底（18）；所述的基盘承载部（13）上依次安装有基盘滑轨环（28）、基盘（16）、固定式齿环（14），基盘上依次安装有卫星盘滑轨环（27）、卫星盘（15）、均热板（29），多个卫星盘（15）上端边缘为齿状结构，与固定式齿环（14）啮合，基盘滑轨环（27）、卫星盘滑轨环（28）是由上部的圆环状的且截面形状为凸字形状的滑轨、下部的圆环状的且截面形状为凹字形状的滑轨及中间的滚珠组成，外延衬底片（12）生长面向下放置在卫星盘（15）凹槽中后将均热板（29）盖上。2.根据权利要求1所述的LED外延片倒置MOCVD反应炉，其特征在于，所述的基盘承载部（13）上依次安装有基盘滑轨环（28）、基盘（16）、固定式齿环（14），基盘上依次安装有卫星盘滑轨环（27）、卫星盘（15）、均热板（29），此部分整体由机械臂（30）托举，搬入、搬出反应炉腔室。3.根据权利要求1所述的LED外延片倒置MOCVD反应炉，其特征在于，炉底（18）与炉体（1）由波纹管（24）相连，通过安装外置气缸控制炉底（18）整体升降。2CN103526285A说明书1/4页一种LED外延片倒置MOCVD反应炉技术领域[0001]本发明属于半导体外延生长设备领域，特别涉及到MOCVD反应炉的结构。背景技术[0002]近年来，LED生产技术不断进步，生产成本不断降低，亮度不断提高。以其能耗低、寿命长、无污染、体积小等优点得以迅猛发展。LED在室内外显示屏、交通灯、照明市场得到广泛的应用。人们对LED器件的可靠性提出了新的要求和挑战。主要表现为不能出现死灯、暗灯等一系列可靠性问题。此问题的根源在于外延生长过程中产生了颗粒缺陷外延片。[0003]LED是一种将电能转化成光能的掺有杂质的半导体固体器件，它的结构主要是PN结芯片、电极和光学系统组成。LED的生产工艺比较复杂，一般要经过外延片制作、氮气封装、外延生长、芯片前工艺、研磨切割、点测分选、封装等主要步骤。其中外延生长决定了LED发光颜色、发光亮度以及可靠性，因此外延生长所使用的设备MOCVD是LED生产中的核心设备。然而，利用过去的MOCVD设备生长外延时，衬底的外延生长面均是朝上的。Ⅲ族源和Ⅴ族源在反应室内反应生成相应的化合物晶体，部分化合物晶体依附在炉盖下表面，并且逐渐长大。部分化合物晶体脱落，落在衬底的上表面，这样就形成外延生长过程中产生了颗粒缺陷外延片。[0004]而市场主流MOCVD设备的反应炉的炉体、排气整流罩、加热器、冷却板、气体喷嘴等零部件都是相对固定的，取片、装片工作，完全由人工手动打开炉盖进行操作。以49片机换片为例，大致工序及耗时如下：反应腔室抽真空（5min）—腔室充入高纯氮气（5min）——腔室降温至50℃以下（15min）——开