[发明专利]用于半导体晶体材料形成的系统

说明书

技术领域

下文涉及一种用于半导体晶体材料形成的系统，尤其是用于半导体材料外延形成的化学成分的形成和输送。

背景技术

半导体产业非常依赖超高纯度反应物源。其他产业也有高纯度要求，但是几乎没有能和半导体产业中的纯度要求相比的。液体蒸汽输送系统被用于几种制造工艺之中。例如，液体蒸汽输送系统被用于光波导的制造。

某些产业中，就半导体薄膜和器件的形成而言，已知用来自化学液体蒸汽源材料或掺杂物的蒸汽使硅晶片反应可以提供半导体器件，其中硅晶片已用其上的半导体元件图案妥善准备。常见的化学蒸汽源材料的例子为三溴化硼、氧氯化磷、三溴化磷、四氯化硅、二氯硅烷、四溴化硅、三氯化砷、三溴化砷、五氯化锑以及它们的各种组合。在化合物半导体产业，外延III V半导体薄膜通常用金属有机化学气相淀积(MOCVD)生长，MOCVD使用了诸如三甲基镓、三乙基镓、三甲基铝、乙基二甲基铟、叔丁基砷化三氢、叔丁基膦和其他液体源的液体蒸汽源材料。一些II VI化合物半导体薄膜也用液体源制造。然而，由于对很多这些材料的毒性的担心，产业界正在努力减少制造环境中出现的这些材料的量，尤其是减小装有有毒材料的容器的尺寸以减小潜在的危险。

发明内容

根据一个方面，用于半导体晶体材料形成的系统包括被配置为包含液体金属的第一室，与第一室流体通联的第二室，第二室具有大于第一储液器室表面积的表面积，以及连接至第一室的蒸汽输送导管，此蒸汽输送导管被配置为将气相反应材料输送至第一室以与液体金属反应并形成金属卤化物气相产物。

根据另一方面，用于半导体晶体材料形成的系统包括被配置为包含液体金属的第一室，与第一室流体通联的第二室，第二室具有大于第一室表面积的表面积，以及蒸汽输送导管，此蒸汽输送导管包括至少被部分包含于第一室内并且浸入液体金属的起泡器，此起泡器被配置为将气相反应材料输送至液体金属内并形成金属卤化物气相产物。

根据另一方面，用于半导体晶体材料形成的系统包括第一室，此第一室包括足以保持液体镓的温度，与第一室流体通联的第二室，此第二室被配置为包含大于第一室内液体金属体积的液体金属体积并且在操作中补充第一室内的液体金属，其中第二室在生长室外，以及蒸汽输送导管，此蒸汽输送导管包括至少被部分包含于第一室内并且浸入液体金属的起泡器，此起泡器被配置为将气相反应材料输送至液体金属内并形成金属卤化物气相产物。

附图说明

通过参考附图，当前公开内容可以被更好地理解，其大量的特征和优点对本领域技术人员而言也将变得明显。

图1包括根据实施方式的用于半导体晶体材料形成的系统的图示。

图2包括根据实施方式的用于半导体晶体材料形成的系统的图示。

图3包括用实施方式所描述的系统形成的半导体晶体材料的横截面图。

图4包括根据实施方式的用于半导体晶体材料形成的系统的图示。

不同图示中使用的同样的附图标记表示相似或完全一样的项目。

具体实施方式

下文大体涉及用于半导体晶体材料形成的系统。更具体地，下文涉及控制反应材料的组合的系统，其中反应材料用于半导体晶体材料的形成。另外，本文实施方式描述的系统还促进了化学产品的受控输送，此化学产品通过化学反应物之间的化学反应形成，其中化学产品可以被输送至受控生长环境，以促进半导体晶体材料的形成。而且，下面实施方式中的系统可被用以促进半导体晶体材料的长时间生长，包括例如，持续数小时甚至数天的生长操作，这促进了格外厚的半导体晶体层的形成，甚至半导体晶体材料晶锭的形成。

本文中半导体晶体材料包括III-V族成分，包括III族氮化物成分晶体材料。此种材料被认为具有短波发射的极大潜能，并从而适用于发光二极管(LED)、激光管(LD)、UV探测器、高温电子器件的制造。应当认识到，III族材料涉及元素周期表中的III族元素，包括B、Al、Ga、In、Tl，III族材料还可以被定义为包含后过渡元素Al、Ga、In、Tl。半导体晶体材料可以包括半导体化合物，半导体化合物包括三元化合物，例如，铟镓氮(InGaN)和镓铝氮(GaAlN)，甚至四元化合物(AlGaInN)为直接带隙半导体。