[實用新型]一種LED發光二極管外延生長新設備

有效

• 申請號: 201220362219.2
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN202705564U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 莊文榮;孫明
• 申請（專利權）人: 江蘇漢萊科技有限公司
• 主分類號: C30B25/08
• 分類號: C30B25/08;H01L33/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種LED發光二極管外延生長設備的改進，屬于LED發光二極管外延生長設備領域。

背景技術

LED發光二極管外延生長設備即MOCVD（Metal-Organic?Chemical?Vapor?Deposition），中文名稱金屬有機化學氣相沉積，?是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有機化合物和V、Ⅵ族元素的氫化物等作為晶體生長源材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，生長各種Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。傳統MOCVD反應系統包括：反應腔、用于輸入反應氣體的噴淋盤、設置于反應腔底部的加熱基座、對基座進行加熱的加熱器、設置在反應腔底部用于排出反應副產物的排氣口。MOCVD設備長期以來一直依賴進口，其價格昂貴，導致半導體光源價格拘于高位，不利推廣，國內由于不掌握關鍵設備技術，反過來極大地制約了材料技術和器件性能的提高，制約了我國光電子產業的進一步發展，也成了發展我國高端光電子器件的瓶頸。這就要求我們能自己掌握MOCVD設備特別是反應系統的設計與制造技術，實現光電子產業的一個重大突破。

磊晶的重要指標之一，就是其厚度和組分的均勻性，在MOCVD技術中，要生長出一定厚度，并組分均勻的大面積磊晶材料，基片各處的生長速度以及到達基片的反應物濃度應盡量均勻一致。

發明內容

本實用新型目的公開了LED發光二極管外延生長新設備，節約了外延生長磊晶所用的原材料，提高磊晶均勻性，保證磊晶的質量。

本實用新型的設備包括電控箱、混氣箱、反應腔、傳送箱、尾氣處理系統，本發明所述的反應腔區別于傳統的圓柱形，其側壁不垂直于外延生長載盤，其側壁為圓弧形或側壁與基座所成的角度小于90度，同時反應腔內的尾氣排放裝置安裝于反應腔的下方，其與反應腔連接的反應腔出氣口設置于反應腔的底部，為圓環結構，與外延生長載盤的圓心在水平的同一垂直線上，并且反應腔出氣口的排氣管道內設有冷卻水管。

本實用新型所述的反應腔側壁不垂直于外延生長載盤，如圖1（A、B）所示，當側壁為圓弧形或側壁與基座所成的角度小于90度時，因反應腔內的噴淋頭噴出的氣體，噴淋于外延生長載盤上后會有反射，如圖2所示，反射向反應腔側壁后氣體會再反射，按原垂直側壁，再反射的氣體均往外延生長載盤相反方向。為提高載源氣體、反應氣體的利用率，本發明的發明人通過對再反射氣體方向的控制，使其盡量往外延生長載盤上再放射，以此提高反應腔內氣體的利用率，如圖3所示。

本實用新型所述的反應腔內的尾氣排放裝置安裝于反應腔的下方，其與反應腔連接的反應腔出氣口設置于反應腔的底部，為圓環結構，如圖4所示，與外延生長載盤的圓心在水平的同一垂直線上，區別于傳統反應腔出氣口一般均為1-3個圓形出氣口，本發明與外延生長載盤的圓心在水平的同一垂直線上的圓環結構出氣口，保證反應腔內尾氣排放出氣更均勻，體現在外延生長的襯底上的磊晶層生長更均勻。同時由于外延生長過程中是出于高溫過程，尾氣均有很高的溫度，為便于尾氣進一步處理在尾氣從反應腔排放過程中，使其在排放管道內進行冷卻處理，所以本發明的發明人在反應腔出氣口的排氣管道內設有冷卻水管，如圖5所示。

附圖說明

本實用新型中附圖僅為了對本發明進一步解釋，不得作為本實用新型發明范圍的限制。

圖1A?反應腔弧形側壁示意圖

圖1B?反應腔側壁與基座所成的角度小于90度示意圖

圖2?噴淋氣體噴淋、反射示意圖

圖3?噴淋氣體噴淋、反射、再反射示意圖

圖4?反應腔圓環形出氣口示意圖

圖5?排氣管道結構示意圖

具體實施方式

本實用新型的實施例僅為對本發明進行解釋，便于本領域普通技術人員能根據本發明內容實施本發明，不得作為本發明發明范圍的限制。

實施例1

對LED發光二極管外延生長設備MOCVD進行改進，把傳統的反應腔垂直側壁改造為與外延生長載盤成45°角，噴淋在外延生長載盤的噴淋氣體反射于側壁上后再回射于外延生長載盤上，使反應腔內的反應氣體、載源氣體能充分利用，同時，把MOCVD反應腔的出氣口改造成環狀出氣口，反應尾氣能均勻排出，在環狀排放管道內設置冷卻水系統，用于對尾氣的快速冷卻。