[发明专利]金属有机化合物化学气相沉积设备复机方法

说明书

本发明涉及一种金属有机化合物化学气相沉积设备复机方法，包括以下步骤：高温加热，去除反应腔中残留的MO源；打开反应腔，去除涂层；关闭反应腔，稳定反应腔内的气流；通入有机铟源至反应腔内气压饱和状态；进入反应腔生产状态。本发明通过在还原腔体环境时采用增加有机铟的成分浓度，降低有机镁的成分浓度，使得腔体内MO源饱和度最佳，以及腔壁涂层均匀，省去了后续曝气和高温蒸发除水的工艺，无需改动装置结构而缩减了步骤，操作简便易行，大大缩短复机周期。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种金属有机化合物化学气相沉积设备复机方法。

背景技术

金属有机物化学气相沉积(metal organic chemical vapour deposition，MOCVD)是一种利用有机金属热分解反应进行气相外延生长薄膜的化学气相沉积技术；该方法现在主要用于化合物半导体的气相生长上。使用该法制备薄膜时，作为含有化合物半导体元素的原料化合物，必须满足常温稳定且易处理，在室温附近有适当的蒸气压，反应的副产物不应妨碍晶体生长，不应污染生长层等条件。它最主要的特点是沉积温度低。另外由于不采用卤化物原料，因此在沉积中不存在刻蚀反应；适用范围广，几乎可生长所有化合物和合金半导体；生长温度范围宽，适宜大批量生产。

MO源(metalorganic source)种类繁多，在研究和生产中使用过的MO源超过70多种，MO源概念已超出金属有机化合物的范围，现在MO源的含义应是：凡在MOCVD外延技术中作为基本材料使用的金属或元素有机化合物统称为MO源，因此MO源在外国文献中常笼统地称为“MOCVD的前体物(Precursor)”。但是在化合物半导体材料研发和生产中，除Ⅴ、Ⅵ族元素的氢化物(如NH₃、AsH₃、H₂Se等)外，MOCVD工艺使用的高纯基础材料主要是Ⅱ、Ⅲ族的金属有机化合物(如TMGa、DMCd等)和Ⅴ、Ⅵ族元素有机化合物(TBP、TBAs等)，目前在MOCVD工艺中使用的Ⅴ、Ⅵ族材料仍是元素的氢化物为主。MO源包括有机镓(Ga)源、有机铝(Al)源、有机铟(In)源以生长AlInGaN的氮化物材料，有机镁(Mg)源用于作为氮化物材料的p型掺杂剂和有机锌(Zn)源和/或有机氧(O)源以生长氧化锌材料。

有关MOCVD系统是独立的氮化物体系或者氧化锌体系，需要氧化锌缓冲层时需要通过MOCVD或者磁控溅射、脉冲激光沉积等实现氧化锌的生长，然后将生长好的材料转移到MOCVD中生长氮化物，或者为了给ZnO生长提供GaN的缓冲层，也需要首先在MOCVD等中生长GaN，取出后二次外延ZnO。有时候生长更加复杂结构时候必须进行更多次的外延方可实现。

目前大型反应腔随着运行次数增加，反应室内涂层增多，影响生长过程中的气流分布以及产品性能，生产过程中当腔体运行次数至一定运行次数时会安排开腔维护，清理腔内涂层物以稳定腔内气流及维持产品性能，开腔维护后需运行去涂层和曝大气高温蒸发腔体内水汽的方式来维持产品性能的稳定。

现有技术缺点：复机流程繁琐，复机周期长影响产能，也极大的降低了反应腔生长的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简化复机流程、缩短复机周期的金属有机化合物化学气相沉积设备复机方法。

为实现上述发明目的，本发明实施例公开了一种金属有机化合物化学气相沉积设备复机方法，所述复机方法包括以下步骤：

S1、高温加热，去除反应腔中残留的MO源；

S2、打开反应腔，去除涂层；

S3、关闭反应腔，稳定反应腔内的气流；

S4、通入有机铟源至反应腔内气压饱和状态；

S5、进入反应腔生产状态。