[发明专利]在半导体基板上的层的形成

权利要求书

1.一种在基板上生长外延III-V层的方法，该方法包括：

在预清洁室中，当基板处于第一温度T₁时，将基板暴露于等离子体、等离子体分解产物、或等离子体和等离子体分解产物两者，以便从基板上移除自然氧化物，并在基板上形成钝化层，其中T₁大于室温；其中钝化层包括氢封端的(Si-H)表面；

在无氧环境中，(a)将基板从预清洁室转移到沉积室，和(b)将基板从T₁冷却到第二温度T₂；和

在沉积室中，(a)将基板从T₂加热到第三温度T₃，以通过将组V前体注入沉积室中来移除基板上的钝化层，其中，表面的封端的转变发生，

和(b)在基板上生长外延III-V层，其中50℃T₃700℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述基板上生长所述外延III-V层包括在所述沉积室中顺序地执行以下步骤：

(i)将基板从T₃冷却到第四温度T₄；

(ii)当基板处于T₄时，开始组III前体的流动，以便在基板上沉积III-V成核层；

(iii)停止组III前体的流动；

(iv)将基板加热至第五温度T₅；

(v)当基板处于T₅时，重新开始组III前体的流动，以便在III-V成核层上沉积体III-V层；

(vi)停止组III前体的流动；和

(vii)将基板从T₅冷却至第六温度T₆。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括使组V前体流入所述沉积室，其中所述组V前体的流动在将所述基板从T₂加热至T₃之前开始，并在将所述基板冷却至T₆之后结束。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括使组V前体流入所述沉积室，其中所述组V前体的流动在将所述基板从T₂加热至T₃时开始，并在将所述基板冷却至T₆之后结束。

5.根据权利要求2所述的方法，还包括使组V前体流入所述沉积室，其中所述组V前体的流动在将所述基板从T₃冷却至T₄之前开始，并在将所述基板冷却至T₆之后结束。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括使组V前体流入所述沉积室，其中所述组V前体的流动在将所述基板从T₃冷却至T₄时开始，并且在将所述基板冷却至T₆之后结束。

7.根据权利要求2所述的方法，还包括在所述体III-V层上沉积附加层。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述无氧环境位于转移模块中。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板是硅晶片。

10.根据权利要求1所述的方法，其中400℃T₁650℃。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述等离子体是氢气(H₂)等离子体。

12.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述氢气(H₂)等离子体的区域的面积基本上等于所述基板的顶表面的面积。

13.根据权利要求12所述的方法，其中移除所述钝化层包括将所述氢封端的(Si-H)表面转变为砷封端的(Si-As)表面。