[发明专利]HVPE腔室硬件

说明书

本申请是国际申请号为PCT/US2010/030492、国际申请日为2010年4月9日并且于2011年11月26日进入中国国家阶段的中国国家阶段申请号为201080019343.2的“HVPE腔室硬件”一案的分案申请。

发明背景

技术领域

本文所公开的实施例一般涉及氢化物汽相外延(hydride vapor phase epitaxy,HVPE)腔室。

背景技术

现今发现III族氮化物半导体在短波长发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、以及电子器件(包括高功率、高频率以及高温晶体管与集成电路)的发展与制造中越来越重要。已经用来沉积III族氮化物的一种方法是HVPE。HVPE中，氢化物气体与III族金属反应接着与氮前驱物反应以形成III族金属氮化物。

随着对LED、LD、晶体管以及集成电路的需求增大，沉积III族金属氮化物的效率便较具重要性。因此，本领域中需要一种改良的HVPE沉积方法与HVPE设备。

发明内容

本文所公开的实施例一般涉及HVPE腔室。腔室可具有一个或多个与自己耦接的前驱物源。当两个不同前驱物源与腔室耦接时，可沉积两个不同层。举例而言，镓源与不同的铝源可耦接至处理腔室，以便在相同处理腔室中分别地沉积氮化镓与氮化铝于基板上。在一个实施例中，五个前驱物源可耦接至腔室。这些前驱物源能够分配前驱物，诸如镓、铟、铝、硅与镁。当前驱物用来形成含氮化合物时，可应用含氮气体(例如，NH₃)。可在较低温度下在与前驱物不同的位置处将氮导入处理腔室。腔室的几何结构可经设定以致将前驱物与反应性气体分别地导入腔室以避免高浓度混合。腔室惯性经设计以藉由流动、扩散与对流来混合气体。在一个实施例中，不同的温度造成气体混合在一起、反应并沉积于基板上，且极少或没有沉积于腔室壁上。

在一个实施例中，设备包括腔室主体，所述腔室主体具有腔室壁；反应性产物舟，耦接至腔室主体；第一反应性产物源，配置于反应性产物舟中；及第二反应性源，配置于反应性产物舟中。设备亦可包括第一电阻加热器，所述第一电阻加热器耦接至反应性产物舟；第三反应性源，耦接至腔室主体且配置于反应性产物舟外；第二电阻加热器，嵌于腔室壁中；及气体分配喷头，配置于腔室主体中且与第三反应性源耦接。设备亦可包括基座，所述基座配置于腔室主体中且在喷头对面；一个或多个加热元件，配置于基座下方；第一气体环，沿着腔室壁配置于腔室主体中，且耦接至第一反应性产物与第二反应性产物两者；及第二气体环，耦接至第一气体环，第二气体环具有多个开口穿过其中，以允许气体进入腔室主体。

另一实施例中，方法包括将基板插入处理腔室。处理腔室具有气体分配喷头，所述气体分配喷头配置于基座上方，而基板配置于基座上。处理腔室亦具有气体入口环，所述气体入口环配置于处理腔室中且在气体分配喷头与基座之间。方法亦包括在处理腔室远端加热第一反应性气体、通过气体入口环将第一反应性气体导入处理腔室、通过气体分配喷头将第二反应性气体导入处理腔室、并加热处理腔室壁。方法亦可包括旋转基板并于基板上沉积层，所述层是第一反应性气体与第二反应性气体的反应性产物。

附图说明

为了更详细地了解本发明的上述特征，可参照实施例(某些描绘于附图中)来理解本发明简短概述于上的特定描述。然而，需注意附图仅描绘本发明的典型实施例而因此不被视为对本发明范围的限制因素，因为本发明可允许其他等效实施例。

图1是根据一个实施例的HVPE设备100的示意图。

图2是根据另一实施例的设备200的示意立体图。

图3A是根据另一实施例的处理腔室300之示意立体图。

图3B是图3A的示意剖面图。

图4是根据另一实施例的处理腔室400的示意剖面图。

图5是根据一个实施例的前驱物源500的示意剖面图。

图6是根据另一实施例的前驱物源600的示意剖面图。

图7是根据一个实施例的处理腔室中浮力的示意图。

图8是根据一个实施例的处理腔室中热分配的示意图。

为了促进理解，尽可能应用相同的元件符号来标示图示中相同的元件。预期一个实施例揭露的元件可有利地用于其他实施例而不需特别详述。

具体实施方式