[发明专利]多腔室CVD处理系统

说明书

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相关申请章节

本申请是在2009年6月7日提交的、标题为“Continuous Feed Chemical Vapor Deposition System”的美国专利申请12/479,834的部分继续申请。美国专利申请12/479,834的全部说明书通过参考包括在里。

背景技术

化学气相沉积（CVD）涉及将包含化学物质的一种或更多种气体引导到基片的表面上，从而使活性物质反应，并且在基片的表面上形成薄膜。例如，CVD可以用来在结晶半导体基片上生长化合物半导体材料。化合物半导体，如III-V半导体，通常通过使用III族金属的源和V族元素的源在基片上生长各个半导体材料层而形成。在一种CVD过程中，这种CVD过程有时称作氯化过程，将III族金属提供成金属的易挥发卤化物，该易挥发卤化物最普通地是氯化物，如GaCl₂，并且将V族元素提供成V族元素的氢化物。

另一种类型的CVD是金属有机化学气相沉积（MOCVD）。MOCVD使用化学物质，这些化学物质包括一种或更多种金属有机化合物，如诸如镓、铟、以及铝之类的III族金属的烷基。MOCVD也使用化学物质，这些化学物质包括V族元素的一种或更多种的氢化物，如NH₃、AsH₃、PH₃及锑的氢化物。在这些过程中，气体在基片（如蓝宝石、Si、SiC、SiGe、AlSiC、GaAs、InP、InAs或GaP的基片）的表面处相互反应，以形成通式In_XGa_YAl_ZN_AAs_BP_CSb_D的III-V化合物，其中，X+Y+Z近似等于一，并且A+B+C+D近似等于一，而X、Y、Z、A、B、以及C中的每一个都可以在零与一之间。在一些情况下，铋可以用来代替其它III族金属的一些或全部。多种化合物半导体，如GaAs、GaN、GaAlAs、InGaAsSb、InP、AsP、ZnSe、ZnTe、HgCdTe、InAsSbP、InGaN、AlGaN、SiGe、SiC、ZnO及InGaAlP，一直由MOCVD生长。

另一种类型的CVD称作卤化物汽相晶体取向附生（HVPE）。在一种HVPE过程中，III族氮化物（例如GaN、AlN）通过使热气态金属氯化物（例如GaCl、AlCl）与氨气（NH₃）反应而形成。金属氯化物通过使热HCl气体在热的III族金属上通过而产生。全部反应在调温石英炉中进行。HVPE的一个特征是，它可以具有非常高的生长速率，对于一些现有技术过程高达每小时100μm。HVPE的另一个特征是，它可以用来沉积比较高质量的薄膜，因为薄膜在无碳环境中生长，并且因为热HCl气体提供自清洁作用。

发明内容

本讲授涉及一种多腔室CVD处理系统，这种多腔室CVD处理系统包括：多个基片载体，每个基片载体用于支承至少一个基片；多个外壳，多个外壳中的每一个外壳构造成用以形成一个沉积腔室，该沉积腔室包围多个基片载体中的一个基片载体，以保持用来执行处理步骤的独立环境；以及运输机构，所述运输机构按离散步骤将多个基片载体中的每一个基片载体运输到多个外壳中的每一个外壳，这允许在多个外壳中在预设定时间内执行处理步骤。多腔室CVD系统另外可以包括多个加热器，多个加热器中的每一个加热器与多个外壳中的每一个外壳相对应。多腔室CVD系统另外可以包括现场测量装置，该现场测量装置放置在多个外壳中的至少一个外壳中。运输机构另外可以包括多个加热器，多个加热器中的每一个加热器接近多个基片载体中的每一个基片载体。运输机构可以使用例如导轨、轨道或传送系统在直线或非直线路径中运输多个基片载体中的每一个基片载体，该传送系统也可以包括带、推杆、以及磁性耦合驱动器，如磁性直线马达。在一些实施例中，在多腔室CVD系统中的多个基片载体中的至少一个基片载体是可转动的。