[發明專利]具有前驅物源的噴頭設計

無效

• 申請號: 201010180104.7
• 申請日: 2008-10-24
• 公開（公告）號: CN101831629A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 洛里·D·華盛頓;奧爾加·克里萊克;尤里·梅爾尼克;雅各布·格雷森;桑迪普·尼杰霍安
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34;C23C16/455;C23C16/46;H01L21/205
• 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;楊文娟

本申請是申請日為2008年10月24日、申請號為200810171935.0、發明名稱為“具有前驅物源的噴頭設計”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的實施例一般涉及例如發光二極管(LEDs)的器件的制造，更具體地，涉及用于氫化物氣相外延(HVPE)沉積的噴頭設計。

背景技術

正在發現III族氮化物半導體對于例如短波長發光二極管(LEDs)、激光二極管(LDs)，以及包括高功率、高頻、高溫晶體管和集成電路的電子器件等的各種半導體器件的發展和制造更加重要。用于沉積III族氮化物的一種方法是氫化物氣相外延(HVPE)沉積方法。在HVPE中，鹵化物與III族金屬反應以形成含金屬前驅物(例如，金屬氯化物)。該含金屬前驅物隨后與含氮氣體反應以形成III族金屬氮化物。

當對LEDs、LDs、晶體管和集成電路的需求增加時，III族金屬氮化物的沉積效率變得更加重要。對能夠將膜均勻沉積在大襯底或多層襯底上的具有高沉積率的沉積裝置和工藝存在全面的需求。另外，期望均勻的前驅物混合使襯底上的膜的質量一致化。因此，對于改進的HVPE沉積方法和HVPE裝置存在技術上的需求。

發明內容

本發明一般涉及用于諸如氫化物氣相外延(HVPE)的沉積工藝中的氣體傳輸的方法和裝置。

一個實施例提供了一種在一個或多個襯底上形成金屬氮化物層的方法，包括：在至少部分由處理腔的表面限定的處理部中放置一個或多個襯底；在該處理部中放置所述一個或多個襯底之前，使用加熱源加熱該處理腔的表面；在將所述一個或多個襯底暴露于氮前驅物氣體和金屬鹵化物氣體之前，使用一個或多個燈加熱放置在該處理部中的一個或多個襯底；將金屬源暴露于包含氯(Cl₂)的第一處理氣體以形成金屬鹵化物氣體，其中該金屬源包括選自由鎵、鋁和銦構成的組群中的元素；以及將所述一個或多個襯底暴露于該氮前驅物氣體和金屬鹵化物氣體以在所述一個或多個襯底的表面上形成金屬氮化物層。

一個實施例提供了一種在一個或多個襯底上形成含金屬氮化物層的方法，包括：在至少部分由處理腔的表面限定的處理部中放置一個或多個襯底；使用加熱源加熱該處理腔的表面；使用一個或多個燈加熱放置在該處理部中的一個或多個襯底；將鋁源暴露于包含氯(Cl₂)的第一處理氣體以形成金屬前驅物氣體；將設置在處理部內的所述一個或多個襯底暴露于一部分形成的所述金屬前驅物氣體和氮前驅物氣體以在所述一個或多個襯底上形成含氮化鋁層；將液態鎵源暴露于包含氯(Cl₂)的第二處理氣體以形成鎵前驅物氣體；以及將所述一個或多個襯底暴露于一部分形成的所述鎵前驅物氣體和氮前驅物氣體以在所述一個或多個襯底上形成含氮化鎵層。

一個實施例提供了一種配置成在一個或多個襯底上沉積金屬氮化物層的襯底處理腔，包括：限定處理部的處理腔；在該處理部中設置的基座，其中該基座配置成容納襯底載體，在沉積金屬氮化物層期間在該襯底載體上設置有一個或多個襯底；加熱源，其包括設置用于向該基座傳熱的一個或多個燈；具有槽的安瓿，其配置成保留金屬源，其中該槽與該處理部流體連通；以及鹵素氣體源，其與該槽流體連通，其中該鹵素氣體源配置成將包含氯(Cl₂)的鹵素氣體傳輸到該槽。

一個實施例提供了在一個或多個襯底上形成金屬氮化物的方法。該方法一般包括：經一個或多個襯底之上的第一組通路引入含金屬前驅物氣體，經一個或多個襯底之上的第二組通路引入含氮前驅物氣體，其中第一組通路散布在第二組通路之間，以及在第一和第二組通路之上朝向所述一個或多個襯底引入惰性氣體以限制含金屬前驅物氣體和含氮前驅物氣體在第一和第二組通路處或其附近反應。

一個實施例提供了在一個或多個襯底上形成金屬氮化物的方法。該方法一般包括：經一個或多個襯底之上的一組通路引入含金屬前驅物氣體以及在該組通路之上引入含氮前驅物氣體，從而該含氮前驅物氣體在該組通路之間朝向所述一個或多個襯底流動。

一個實施例提供了用于氫化物氣相外延腔的氣體傳輸裝置。該裝置一般包括：連接到含金屬前驅物氣體源的第一氣體入口，與該第一氣體入口分開的第二氣體入口，該第二氣體入口連接到含氮前驅物氣體源，以及與所述第一和第二氣體入口分開的一個或多個第三氣體入口，該第三氣體入口適于將氣體沿基本垂直于至少一個襯底的表面的方向引入該腔。