[發(fā)明專利]一種制備氮化鎵薄膜裝置中的氣路系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810028855.X
• 申請日: 2008-06-17
• 公開（公告）號: CN101368265A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳俊芳;李煒;孟然;王輝;郭超峰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: C23C16/18
• 分類號: C23C16/18
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種制備氮化鎵薄膜裝置中的氣路系統(tǒng)，屬于制備氮化鎵薄膜裝置中的氣路系統(tǒng)的改造技術(shù)。

背景技術(shù)

以氮化鎵(GaN)薄膜為代表的寬禁帶直接半導(dǎo)體材料近年來在國際上備受重視，由于具有帶隙寬、發(fā)光效率高、電子漂移飽和速度高、熱導(dǎo)率高、硬度大、介電常數(shù)小、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及抗輻射、耐高溫等特點，使其在高亮度藍光發(fā)光二極管(LED)、藍光激光器和紫外探測器等光電子器件以及抗輻射、高頻、高溫、高壓等電子器件領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用市場前景，同時也對各類型的薄膜沉積設(shè)備提出了更高的設(shè)計要求。ECR-MOPECVD技術(shù)是新近發(fā)展起來的新技術(shù)，它具有等離子體密度高、電離度高于10％、無內(nèi)電極放電、無高能離子(離子能量在20～40eV)、易于大面積均勻鍍膜等優(yōu)點。ECR-MOPECVD可將反應(yīng)氣體TMG和高純氮氣在饋入反應(yīng)室后被電離、離解、激發(fā)，產(chǎn)生高密度、高活性的反應(yīng)物活性基，在較低沉積溫度乃至室溫下制備優(yōu)質(zhì)、均勻、結(jié)構(gòu)致密的薄膜材料。

在各類型的沉積設(shè)備中，氣路系統(tǒng)都是非常重要的部件，ECR-MOPECVD也不例外。等離子體增強沉積薄膜利用的是反應(yīng)室內(nèi)等離子體中富含的大量高活性自由基、激發(fā)態(tài)粒子、離子發(fā)生氣相沉積反應(yīng)，經(jīng)過氣體輸運在基片上沉積成薄膜，實現(xiàn)須高溫合成材料的低溫沉積。不同的反應(yīng)氣體種類決定了沉積薄膜的成分，而不同比例的反應(yīng)氣體輸入，又在很大程度上決定了沉積薄膜的結(jié)構(gòu)和性能。具體到沉積GaN薄膜而言，現(xiàn)有的ECR-MOPECVD的氣路系統(tǒng)只能提供兩種以下的有機金屬氣源輸出，限制了在GaN薄膜中不同摻雜成分的應(yīng)用；而且現(xiàn)有的ECR-MOPECVD的氣路系統(tǒng)很難做到在不同氣路之間自由精確的轉(zhuǎn)換與控制，從而在一定程度上限制了高質(zhì)量GaN薄膜的制備及應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種各有機金屬氣源的氣路可以自由切換，各氣路流量可以精確控制的制備氮化鎵薄膜裝置中的氣路系統(tǒng)。本發(fā)明操作簡單，控制方便，可以用于制備不同摻雜成分的高質(zhì)量氮化鎵薄膜。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：包括有氮氣氣源供給系統(tǒng)、若干個有機金屬氣源進出管路系統(tǒng)、分別與若干個有機金屬氣源進出管路系統(tǒng)連接的若干個流量控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)，其中氮氣氣源供給系統(tǒng)包括與氮氣氣源連接的兩個質(zhì)量流量計，其中一個用于控制作為反應(yīng)氣體的氮氣流量的質(zhì)量流量計與反應(yīng)室直接相連，另一個用于控制作為有機金屬氣體載氣的氮氣流量的質(zhì)量流量計與有機金屬氣源的進出管路系統(tǒng)相連，每個有機金屬氣源進出管路系統(tǒng)包括有機金屬氣源、用于控制有機金屬氣體的輸出和氮氣的輸入輸出的三個控制閥及其連接管路，其中有機金屬氣源通過兩個控制閥及其連接管路分別與氮氣氣源供給系統(tǒng)及流量控制系統(tǒng)連接，另一個控制閥連接在上述兩個控制閥之間，流量控制系統(tǒng)包括用于自由切換不同氣路，并精確控制各氣路流量的質(zhì)量流量計，壓力控制系統(tǒng)包括與若干個流量控制系統(tǒng)連接的壓力控制閥、壓力控制器、針閥及其連接管路，各流量控制系統(tǒng)依次通過壓力控制閥、壓力控制器、及針閥與反應(yīng)室連接。

上述有機金屬氣源進出管路系統(tǒng)的三個控制閥為球閥。

上述壓力控制系統(tǒng)的壓力控制閥為球閥。

上述有機金屬氣源進出管路系統(tǒng)設(shè)有3個或3個以上，流量控制系統(tǒng)相應(yīng)也設(shè)有3個或3個以上。

本發(fā)明由于采用包括有氮氣氣源供給系統(tǒng)、若干個有機金屬氣源進出管路系統(tǒng)、分別與若干個有機金屬氣源進出管路系統(tǒng)連接的若干個流量控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點或效果：本發(fā)明的氣路系統(tǒng)能提供4種以內(nèi)的有機金屬氣源的輸出，各氣路可以自由切換，各氣路流量可以精確控制，可以制備不同摻雜成分的GaN薄膜。本發(fā)明是一種操作簡單，控制方便的制備氮化鎵薄膜裝置中的氣路系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理圖。

具體實施方式

實施例：