[發(fā)明專利]用于提高襯底載體的性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080048148.2
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN102598239A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: J·曼古姆;W·E·奎因
• 申請（專利權(quán)）人: 維易科精密儀器國際貿(mào)易(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/673
• 分類號: H01L21/673;H01L21/683;H01L21/20
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 侯海燕

這里使用的部分標題僅是出于組織目的，并且不應被解釋為以任何方式限制在本申請中描述的主題。

背景技術(shù)

許多材料處理系統(tǒng)包括用于在處理中支撐并有時傳輸襯底的襯底載體。襯底常常是一般稱為晶片的晶體材料的圓盤。一種這種類型的材料處理系統(tǒng)是氣相外延(VPE)系統(tǒng)。氣相外延是涉及將包含化學物品的一種或更多種氣體引到襯底的表面上使得反應物品在襯底的表面上反應并形成膜的一種化學氣相沉積(CVD)類型。例如，可以使用VPE以在襯底上生長化合物半導體材料。

一般通過將至少一種前體氣體、并且在許多處理中將至少第一和第二前體氣體注入包含晶體襯底的處理室中，生長材料。可由通過使用氫化物前體氣體和有機金屬前體氣體在襯底上生長各種半導體材料層而形成諸如III-V半導體的化合物半導體。金屬有機氣相外延(MOVPE)是通常用于通過使用包含需要的化學元素的金屬有機物和氫化物的表面反應生長化合物半導體的氣相沉積方法。例如，可通過引入三甲基銦和磷化氫在襯底上的反應體中生長磷化銦。

在現(xiàn)在技術(shù)中使用的MOVPE的替代名稱包括有機金屬氣相外延(OMVPE)、金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)和有機金屬化學氣相沉積(OMCVD)。在這些處理中，氣體在諸如藍寶石、Si、GaAs、InP、InAs或GaP襯底的襯底的生長表面處相互反應，以形成通式In_XGa_YAl_ZN_AAs_BP_CSb_D的III-V化合物，其中，X+Y+Z大致等于1，并且，A+B+C+D大致等于1，并且，X、Y、Z、A、B、C和D中的每一個可在1與0之間。在各種處理中，襯底可以為金屬、半導體或絕緣襯底。在一些情況下，鉍可用于替代其它第III族金屬的一些或全部。

也可由通過使用氫化物或鹵化物前體氣體處理在襯底上生長各種半導體材料層形成諸如III-V半導體的化合物半導體。在一種鹵化物氣相外延(HVPE)處理中，通過使熱氣態(tài)金屬氯化物(例如，GaCl或AlCl)與氨氣(NH₃)反應形成第III族氮化物(例如，GaN、AlN)。通過使熱的HCl氣體在熱的第III族金屬上通過，產(chǎn)生金屬氯化物。HVPE的一個特征在于，它可具有非常高的生長速率，對于一些現(xiàn)有處理，該生長速率高達100μm/小時。HVPE的另一特征在于，由于膜在無碳環(huán)境中生長并且由于熱的HCl氣體提供自清潔效應，因此，可以使用它以沉積相對高質(zhì)量的膜。

在這些處理中，襯底在反應室內(nèi)保持在高溫下。前體氣體一般與惰性載體氣體混合并然后被引入反應室中。一般地，氣體當被引入反應室時處于相對較低的溫度。隨著氣體到達熱的襯底，它們的溫度增加，并由此使得它們可用于反應的能量增加。通過襯底表面處的構(gòu)成化學物的最終熱解，發(fā)生外延層的形成。通過襯底的表面上的化學反應而不是通過物理沉積處理形成晶體。因此，對于熱力學亞穩(wěn)合金，VPE是期望的生長技術(shù)。當前，VPE常被用于制造激光二極管、太陽能電池和發(fā)光二極管(LED)。

附圖說明

結(jié)合附圖，根據(jù)優(yōu)選和示例性的實施例的本教導與其進一步的優(yōu)點一起在以下的詳細的說明書中被更特別地描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，以下描述的附圖僅出于解釋的目的。附圖未必按比例，因此強調(diào)一般放在說明教導的原理。附圖意圖不在于以任何方式限制申請人的教導的范圍。

圖1A示出根據(jù)本教導制造或修改的襯底載體的側(cè)視圖。

圖1B示出根據(jù)本教導制造或修改的襯底載體的頂視圖。

圖2是用于測量由光學層或器件產(chǎn)生的光學發(fā)射的波長的光致發(fā)光儀器的示意圖。

圖3是由關(guān)于圖1描述的光致發(fā)光儀器產(chǎn)生的測量結(jié)果。

圖4A～4C示出根據(jù)本教導的使光學層或器件的發(fā)射波長的測量與對應襯底載體臺階高度關(guān)聯(lián)的方法的例子。

圖5示出為了在襯底上的層或器件區(qū)域中的每一個的生長表面處實現(xiàn)期望的溫度利用相對襯底載體臺階高度映射的襯底載體的像素啄食(pecking)映射。

具體實施方式

說明書中提到的“一個實施例”或“實施例”意味著在教導的至少一個實施例中包括關(guān)于實施例描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或性質(zhì)。在說明書的各處出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”未必均指的是同一實施例。

應當理解，只要教導保持可操作，可以任何的次序和/或同時執(zhí)行本教導的方法的各個步驟。此外，應當理解，只要教導保持可操作，本教導的裝置和方法可包括任意數(shù)量或全部的描述的實施例。