[發明專利]用以制造復合氮化物半導體元件的處理系統

無效

• 申請號: 200980103690.0
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101933131A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 布賴恩·H·伯羅斯;洛里·D·華盛頓;羅納德·史蒂文斯;肯里克·T·喬伊;安東尼·F·懷特;羅杰·N·安德森;桑迪普·尼杰霍安;喬舒亞·J·波德斯塔;亞歷山大·塔姆
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;H01L21/20;H01L21/205;H01L21/67
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

發明背景

技術領域

本發明實施方式一般地涉及復合氮化物半導體元件(如，發光二極管(LED))的制造過程，具體地說，涉及一種整合了一或多個用來執行氫化物氣相外延(hydride?vapor?phase?epitaxial，HVPE)沉積和/或金屬-有機化學氣相沉積(metal-organic?chemical?vapor?deposition，MOCVD)技術來制造上述復合氮化物半導體元件的處理腔室的處理系統。

現有技術描述

發光二極管(light-emitting?diode，LED)的發展史特點在于“順著光譜往上發展(crawl?up?the?spectrum)”。這是因為第一代商用LED所產生的光是在紅外光譜線范圍，接著發展出于GaAs基板上覆GaAsP的紅光LED。接著，又發展出發光效率更佳的GaP?LED，其允許產生更亮的紅光LED與橘光LED。對GaP用途的改良又創造出綠光LED，而使用雙GaP芯片(一為紅光，另一為綠光)又發展出黃光LED。在此段光譜發光效率上的進一步提高，則是后來通過使用GaAlAsP與InGaAlP材料而達成的。

這種朝向提供短波長光線LED方向演進的趨勢已為廣泛的期望，除了能提供足以涵蓋大范圍光譜之產品外，也因為制造短波長二極管可改善光學元件如，CD-ROM之類儲存信息的能力。隨著氮化物基LED的發展，特別是GaN的使用，使得LED可朝向藍光、紫光及UV光范圍發展。雖然過去已有使用SiC材料來制造藍光LED的成果發表，其成效也不錯，但是這類元件卻有歸因于電子結構內含有間接能帶隙所致的發光率不佳的問題。

雖然使用GaN以在藍光范圍內光致發光這件事已發表幾十年，但仍有無數的障礙使其至今無法被實際地制造。這些障礙包括缺乏適當的基板材料，以供GaN結構于其上生長，一般來說GaN生長需要高熱，因此導致多種熱對流問題以及難以有效地p型摻雜這類材料的問題。使用藍寶石作為基板并不能完全解決問題，因其與GaN之間會出現約15％的晶格錯位(lattice?mismatch)。為了突破上述這些障礙，也出現了不少進展。舉例來說，已知使用金屬-有機蒸汽來形成AlN或GaN緩沖層可有效地改善晶格錯位問題。對Ga-N基結構的進一步改良還包括使用AlGaN材料來與GaN形成異質結，特別是使用InGaN，其創造出能作為量子阱的缺陷使得可更有效地發出短波長光。富含銦的區域比圍繞其的材料，具有更小的能帶隙(bandgap)，并可均勻地分布在材料中以提供有效的發光中心。

雖然在這類復合氮化物半導體元件的制造上已有某些進步，但目前的制造方法仍存在有許多缺點。此外，在這類波長范圍發光的元件使用率高，也使得這類元件的制造、生產變得刻不容緩。基于上述，亟需一種用以制造復合氮化物半導體元件的改良的方法與系統。

發明內容

本發明大致有關一種用以制造復合氮化物半導體元件的集成的處理系統。此處理系統包括一或多個壁，用以形成傳送區，該傳送區中設有一機械手；一或多個處理腔室，可操作該一或多個處理腔室以在一基板上形成一或多個復合氮化物半導體層，該一或多個處理腔室可傳送式地聯通該傳送區；一加載鎖定腔室，該加載鎖定腔室可傳送式地聯通該傳送區，此加載鎖定腔室具有一進氣閥與一排氣閥用以接收至少一個基板到一真空環境；和一加載站，該加載站與該加載鎖定腔室聯通，其中該加載站包含一輸送盤(conveyor?tray)，該輸送盤可移動以輸送加載有一個或多個基板的承載板進入該加載鎖定腔室內。

本發明實施方式更包含提供一種用以制造復合氮化物半導體元件的集成的處理系統。此處理系統包括一或多個壁，該一或多個壁用以形成一傳送區，在該傳送區中設有一機械手；和一第一處理腔室該第一處理腔室與該傳送區聯通。此第一處理腔室包括：一基板支撐件，位于該第一處理腔室的一處理容積內；一噴頭，界定出該處理區的一上部分；和多個燈，在該處理區下方形成一或多個區域并適以引導輻射熱朝向該基板支撐件以創建出一或多個輻射熱區域。此集成的處理系統更包含：一加載鎖定腔室，該加載鎖定腔室可傳送式地聯通該傳送區；和一加載站，該加載站與該加載鎖定腔室聯通，其中該加載站包含輸送盤，其可移動以輸送加載有一或多個基板的承載板進入該加載鎖定腔室內。