[发明专利]用于形成层的设备

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及层沉积设备，更具体而言，涉及MOCVD设备和生长氮化物材料的方法。

背景技术

已知氮化物材料是制造发光器件(LED)的材料。采用氮化物材料的LED包括蓝宝石衬底上由GaN形成的缓冲层、缓冲层上由n型GaN形成的n型层、n型层上由InGaN形成的有源层和有源层上由p型GaN形成的p型层。在金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备中顺序沉积这些层。

由于其实用性，一般将镁(Mg)或锌(Zn)用作p型层的掺杂剂。因此，在形成p型层时，产生的Mg或Zn是不希望有的材料。在形成p型掺杂层之前沉积的层时，产生的GaN或铟是不希望的材料。GaN可以容易分解或可以在工艺期间重复利用，不会破坏晶体生长。而且，除了热之外，MOCVD设备的排气功能还将铟排出腔室外部，不再是不希望的材料。

不过，在形成p型层时产生的诸如Mg或Zn的掺杂剂部分残留作为MOCVD设备中不希望有的材料。

这样的p型不希望材料可能对完成LED外延工艺之后在衬底上执行的外延工艺具有不利效果。例如，在Mg或锌在沉积过程期间渗透到其他层，例如蓝宝石衬底、缓冲层或n型层中时，在沉积的层处可能发生诸如错位的现象，从而劣化了发射能力，包括LED的亮度。

因此，在多次外延工艺之后执行清洁腔室内部的工艺，以为另一次外延工艺做准备。频繁的清洁工艺可能降低MOCVD设备的沉积能力和效率。因此，难以降低LED的制造成本。

发明内容

本发明的实施例提供了一种MOCVD设备和方法，其中在生产LED的外延工艺中，腔室在独立于其他腔室的一个腔室中执行p型层沉积工艺。

根据本发明的实施例，提供了一种层沉积设备，包括：加载锁定室，在所述加载锁定室中加载衬底；具有传送衬底的传送机器人的传送室；从传送机器人接收衬底并在衬底上生长至少一个外延层的反应室；接收衬底并在衬底上形成至少一个外延层的工艺独立反应室；以及向反应室和工艺独立反应室供应工艺气体的气体分配器。

根据实施例，所述反应室可以在所述衬底上外延生长n型掺杂层和有源层。

根据实施例，所述工艺独立反应室可以在所述有源层上外延生长p型掺杂层。

根据实施例，所述层沉积设备还可以包括一个或多个反应室，每个反应室从所述传送机器人接收衬底并在所述衬底上生长至少一个外延层，其中所述传送机器人从所述多个反应室向所述工艺独立反应室相继传送衬底。

根据本发明的实施例，提供了一种层沉积方法，包括：由设置在传送室中的传送机器人将位于加载锁定室中的衬底加载到传送室中，将衬底传送到反应室中，在反应室中的衬底上形成至少一个外延层，由传送机器人将衬底从反应室传送到工艺独立反应室，将第二衬底供应到反应室并在反应室中的第二衬底上形成至少一个外延层，在工艺独立反应室中的衬底上形成至少一个外延层，由传送机器人将衬底从工艺独立反应室传送到加载锁定室，以及将第二衬底传送到工艺独立反应室。

根据实施例，所述反应室可以在所述衬底上外延生长n型掺杂层和有源层。

根据实施例，所述工艺独立反应室可以在所述有源层上外延生长p型掺杂层。

根据实施例，一个或多个反应室可以连接到所述传送室，其中每个反应室从所述传送机器人接收衬底并在所述衬底上生长至少一个外延层，其中所述传送机器人从所述多个反应室向所述工艺独立反应室相继传送衬底。

根据本发明实施例的MOCVD设备和方法可以在每个腔室中反复执行同一工艺数十次或更多次而无需维护工艺，例如清洁腔室的内部。腔室之间衬底或基座的传送是由传送机器人执行的，从而提高了高温环境中外延工艺的效率。于是，可以提高LED的制造效率并可以节省制造成本。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的MOCVD设备的视图；

图2是示出了根据本发明实施例的MOCVD设备反应室和转移室的视图；

图3是示出了根据本发明实施例的MOCVD方法的流程图；

图4是示出了根据本发明实施例的MOCVD设备的视图；

图5是示出了根据本发明实施例的MOCVD方法的流程图；

图6是示出了根据本发明实施例的MOCVD设备的视图；

图7和8是示出图6的MOCVD设备中包括的工艺独立反应室的操作的视图。

图9是示出了根据本发明实施例的MOCVD方法的流程图；

图10、11和12是示出了根据本发明实施例的MOCVD设备中包括的工艺独立反应室的操作的视图。