[发明专利]多个互补气体分配组件

说明书

相关申请

本申请要求享有于2011年10月20日提交的临时申请第61/549,694号和于2012年10月11日提交的实用申请第13/649,488号的权益，所述申请两者以引用的方式并入本文。本申请涉及以下共同拥有的公开为US2010/0258049的申请编号第12/637,019号，该申请于2009年12月14日提交且发明名称为“HVPE Chamber Hardware(HVPE腔室硬件)”。

按照美国能源部与应用材料公司(Applied Materials,inc.)之间编号为DE-EE0003331的合同，美国政府拥有本发明中的权利。

领域

本公开内容涉及耦接至处理腔室的多个互补侧壁气体分配组件。

背景

III族氮化物(诸如GaN、AlN和AlGaN合金)在光电子(例如固态发光)、激光二极管和高功率电子的制造中是非常重要的材料。用于沉积III族氮化物膜的一种方法是氢化物气相外延法(HVPE)。在传统的HVPE中，气态卤化氢或卤素与III族金属反应以产生金属卤化物，该金属卤化物随后与氮前驱物反应以形成III族金属氮化物。反应通常涉及一种或更多种金属氯化物与氨(NH3)之间的高温气相反应。HVPE与其它沉积方法相比具有显著优点。这些优点包括高膜生长速率、优良的材料特征、灵活的生长条件、良好的可再现性、硬件的简单性和低所有权成本。然而，HVPE的一个难题在于实现III族氮化物膜的良好的腔室内厚度均匀性。

概述

本文描述用于沉积半导体膜于基板上的示例性设备。在一个实施例中，处理设备(例如，氢化物气相外延设备)包括具有至少一个腔室壁的腔室和附接于至少一个腔室壁的两个或更多个气体分配组件。每一气体分配组件耦接至一个或更多个气源且每一气体分配组件具有孔，一种或更多种气体通过所述孔流入腔室并发生反应以沉积半导体膜。

在一实施例中，设备包括多个气体分配组件。每一气体分配组件包括第一气体通道和第二气体通道。每一气体分配组件适于被耦接至处理腔室。第二气体通道的每一者包括孔以将一种或更多种工艺气体引入到处理腔室。

附图简要说明

在随附附图的各图中以实例但并非限制性地说明本公开内容的各实施例，其中：

图1是根据一个实施例的处理设备(例如，HVPE设备)的示意性截面侧视图。

图2图示根据一个实施例的包括两个侧壁气体分配组件的设备。

图3是根据一个实施例图示设置在处理设备内的两个侧壁气体分配组件的处理设备的截面侧视图。

图4a图示根据一个实施例具有孔直径440的孔446的侧壁气体分配组件的部分气体通道454。

图4b图示根据一个实施例具有两个侧壁气体分配组件450、460的处理设备400(例如，HVPE设备、热壁化学气相沉积设备)。

图5a、图5b和图5c是根据一个实施例与具有不同孔特征的侧壁气体分配组件对应的不同径向膜厚度分布的图表。

图6是根据一个实施例与具有不同孔特征的侧壁气体分配组件对应的不同径向膜厚度分布的图表。

图7a、图7b和图7c是根据一个实施例与通过气体分配喷淋头的不同气体流动速率对应的不同径向膜厚度分布的图表。

图8是根据一个实施例与通过侧壁气体分配组件的一个侧壁气体分配组件的不同工艺气体流动速率对应的不同径向膜厚度分布的图表。

图9a和图9b是根据一个实施例由互补侧壁气体分配组件产生的互补膜厚度分布的图表。

图10a图示根据一个实施例产生边缘快速线性膜生长速率分布的侧壁气体分配组件的俯视图。

图10b图示根据一个实施例可由侧壁气体分配组件1050产生的膜厚度分布中的4个不同的高斯峰值1020、1022、1024、1026。

图11是根据一个实施例图示处理方法(例如，HVPE处理方法、热壁化学气相沉积方法)的流程图。

图12示意性图示根据一个实施例的群集工具的实体结构。

图13图示根据一个实施例的装置的截面图。