[發明專利]氣相沉積裝置

無效

• 申請號: 201210192079.3
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN103484836A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 劉恒
• 申請（專利權）人: 綠種子材料科技股份有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/52
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;常大軍

技術領域

本發明涉及一種氣相沉積裝置，且特別涉及一種氣相沉積裝置中的反應物裝載系統。

背景技術

薄膜沉積廣泛應用于各種物品的表面工藝中，例如珠寶、餐具、工具、模制品及半導體元件。通常金屬、合金、陶瓷或半導體表面形成同質或異質成份的薄膜以改進例如耐磨、耐熱及抗蝕性質。薄膜沉積技術一般被區分為兩種類別，即物理氣相沉積與化學氣相沉積。

根據沉積技術及工藝參數不同，沉積的薄膜可具有單晶、多晶或非晶體的不同結構。單晶及/或多晶薄膜的形成對于半導體元件及集成電路制造是十分重要的磊晶（外延）層。舉例來說，磊晶層可由半導體層構成且在磊晶層形成的同時進行摻雜，以防止氧及或碳雜質污染的條件（例如真空條件）下形成摻質分布。

在某些工藝中，金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD）形成的磊晶層常用于制造發光二極管。金屬有機化學氣相沉積法形成的發光二極管的品質受到各種因素的影響，例如，反應腔體內的氣體流動穩定度或均勻度、通過基板表面的氣體流均勻度，及/或溫度控制的精確度等等。這些參數的變化可能會影響形成的磊晶層的品質，也即影響以金屬有機化學氣相沉積法所形成的發光二極管的品質。

請參照圖1，其所繪示為反應物供應系統，例如應用于一種有機金屬化學氣相沉積裝置(Metal-Organic?Chemical?Vapor?Deposition，以下簡稱MOCVD)。反應物供應系統150包括多組管線系統(piping?system)112、多組流量控制系統114以及多組反應物裝載系統130，在此圖示上我們以一組為例作顯示。其中，流量控制系統114中包括閥門(valve)可用來控制反應物122的流速，并經由管線系統112傳遞至一供氣裝置(圖未繪示)。反應物裝載系統130將反應物122保持在一固定的溫度，例如20℃，其通過一水浴槽116內放置反應物供應瓶118(即俗稱的MO瓶)，MO瓶118內承載反應物122，例如為NH₃、TMGa(Ga(CH₃)₃)、TMIn、TMAl,Cp2Mg,TEGa等其中一個。水浴槽116中的冷卻液體120例如是以水50%、乙二醇50%(抗凍劑)的比例混合，其中水浴槽116中的冷卻液體120會隨時蒸發散逸而減少，使得溫度維持效果降低，因此必須以人工的方式監測冷卻液體120的水位變化，并適時的補充冷卻液體120。

然而，如此方式，很有可能發生忘記補充冷卻液體120而使得反應物122無法保持在固定的溫度，造成MOCVD沉積效果不佳影響磊晶層的品質，或者芯片良率不佳。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種氣相沉積裝置中的反應物裝載系統，其利用一控溫裝置包覆于反應物供應瓶，并利用流動的調控流體以確保氣相沉積裝置于運作時，使反應物維持在預設溫度。

為了達到上述目的，根據本發明所提出的一方案，提出一種氣相沉積裝置，包括：一反應腔體，具有一供氣裝置；一管線系統，連接供氣裝置；以及，至少一反應物供應瓶，每一該反應物供應瓶分別儲存一反應物，該至少一反應物供應瓶以一控溫裝置包覆，控溫裝置具有一輸入端與一輸出端，使得一調控流體流入第一輸入端后再流出輸出端，維持反應物在一預設溫度。

于一實施例中，還包括溫度感測器，裝設于管線系統或反應物供氣瓶上，用以感測反應物的溫度，產生一溫度信號。于一實施例中，還包括：一流速控制器，根據溫度信號控制調控流體流入輸入端流速。

于一實施例中，還包括：一循環系統，將輸出端所輸出的調控流體進行一熱交換后，再傳遞至輸入端。

于一實施例中，調控流體為一氣體或一液體。

于一實施例中，還包括：一流量控制系統，控制反應物的流速，并且經由管線系統將反應物傳遞至供氣裝置進入反應腔體。于一實施例中，還包括一溫度感測器設置于流量控制系統，以感測第一反應物的溫度，產生一溫度信號。

于一實施例中，控溫裝置為一第一纏繞線路包覆于反應物供應瓶。于一實施例中，控溫裝置還包括一第二纏繞線路與第一纏繞線路交錯包覆于反應物供應瓶。

于一實施例中，至少一反應物供應瓶為多個供氣瓶，對應該些供氣瓶包覆的多個控溫裝置，以一共通輸入線路同時連接到該些控溫裝置的對應多個輸入端。

于一實施例中，至少一反應物供應瓶包括一第一供氣瓶與一第二供氣瓶，對應一第一控溫裝置與一第二控溫裝置，該第一控溫裝置具有一第一輸入端與一第一輸出端，第二控溫裝置具有一第二輸入端與一第二輸出端，其中第一輸出端連接第二輸入端。

于一實施例中，預設溫度范圍為攝氏4度到40度。