[發明專利]金屬有機氣相沉積裝置

有效

• 申請號: 201210065763.5
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102560429A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 周寧;何乃明;范文遠
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/455
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及化學氣相沉積技術領域，特別涉及一種金屬有機氣相沉積裝置。

背景技術

化學氣相沉積(Chemical?vapor?deposition，簡稱CVD)是反應物質在氣態條件下發生化學反應，生成固態物質沉積在加熱的固態基體表面，進而制得固體材料的工藝技術，其通過化學氣相沉積裝置得以實現。具體地，CVD裝置通過進氣裝置將反應氣體通入反應室中，并控制反應室的壓強、溫度等反應條件，使得反應氣體發生反應，從而完成沉積工藝步驟。為了沉積所需薄膜，一般需要向反應室中通入多種不同的反應氣體，且還需要向反應室中通入載氣或吹掃氣體等其他非反應氣體，因此在CVD裝置中需要設置多個進氣裝置。

金屬有機化學氣相沉積(Metal?Organic?Chemical?Vapor?Deposition，MOCVD)裝置主要用于氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、氧化鋅等III-V族，II-VI族化合物及合金的薄層單晶功能結構材料的制備，隨著上述功能結構材料的應用范圍不斷擴大，MOCVD裝置已經成為化學氣相沉積裝置的重要裝置之一。MOCVD一般以II族或III族金屬有機源和VI族或V族氫化物源等作為反應氣體，用氫氣或氮氣作為載氣，以熱分解反應方式在基板上進行氣相外延生長，從而生長各種II-VI化合物半導體、III-V族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。由于II族或III族金屬有機源和VI族或V族氫化物源的傳輸條件不同，因此需要通過不同的進氣裝置分別將II族或III族金屬有機源和VI族或V族氫化物源傳輸至基板上方。

現有技術中的金屬有機化學氣相沉積裝置一般包括：

反應腔；

位于所述反應腔頂部的噴淋組件，所述噴淋組件包括兩個進氣裝置，所述兩個進氣裝置分別將II族或III族金屬有機源和VI族或V族氫化物源傳輸至基板上方；

與所述噴淋組件相對設置的基座，所述基座具有加熱單元，所述基座用于支撐和加熱基板。

更多關于金屬有機化學氣相沉積裝置請參考公開號為US2009/0250004A1的美國專利。

然而，以現有的金屬有機化學氣相沉積裝置所形成的薄膜存在不均勻，且形成薄膜速率低的問題。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種金屬有機氣相沉積裝置，提高所述金屬有機氣相沉積裝置形成的膜的均勻性，同時提高薄膜的形成速率。

為解決上述問題，本發明提供一種金屬有機氣相沉積裝置，包括：

一種金屬有機氣相沉積裝置，其特征在于，包括：

用于進行金屬有機氣相沉積的反應腔；

位于所述反應腔底部的基座，所述基座用于承載待沉積基底；

位于所述反應腔頂部的噴淋組件，所述噴淋組件用于將反應氣體分配至所述反應腔內，所述噴淋組件包括中心進氣裝置和包圍所述中心進氣裝置的外圍進氣裝置，其中，所述中心進氣裝置用于將第一氣體以第一通量分配至中心進氣裝置與基座之間的區域，所述第一氣體為III族金屬有機源氣體、V族氫化物源氣體和載氣，其中，所述第一氣體中的III族金屬有機源氣體和V族氫化物源氣體具有第一流量比，所述外圍進氣裝置用于將第二氣體以第二通量分配至所述反應腔的外圍區域，從而減弱第一氣體分配的熱對流渦旋，所述第二氣體為載氣、III族金屬有機源氣體和V族氫化物源氣體，其中，所述第二氣體中的III族金屬有機源氣體和V族氫化物源氣體具有第二流量比，且所述第二流量比與第一流量比不同。

可選的，所述中心進氣裝置的半徑大于基座半徑15～25mm。

可選的，所述中心進氣裝置到所述基座的距離為20～30mm。

可選的，所述第二通量為第一通量的2～10倍。

可選的，所述第二流量比大于9或小于1/9。

可選的，所述基座的旋轉速度為900RPM～1500RPM。

可選的，所述外圍進氣裝置包括第三進氣裝置和冷卻裝置。

可選的，所述第三進氣裝置包括若干子進氣裝置。

可選的，所述若干子進氣裝置分別將III族金屬有機源氣體和載氣，以及V族氫化物源氣體和載氣傳輸至反應腔的外圍區域。

可選的，所述外圍進氣裝置具有外圍進氣口，所述外圍進氣口位于與反應腔相接觸的一側。

可選的，所述外圍進氣口的數量為1～4個。

可選的，所述III族金屬有機源包括Ga(CH3)3、In(CH3)3、Al(CH3)3、Ga(C2H5)3、Zn(C2H5)3氣體中的一種或多種。