[發明專利]等離子體增強原子吸附的化合物半導體的外延生長裝置

在審

• 申請號: 201610119138.2
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105648523A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 羅毅;王健;郝智彪;汪萊;韓彥軍;孫長征;熊兵;李洪濤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C30B25/08
• 分類號: C30B25/08;C23C16/513
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

1.一種等離子體增強原子吸附的化合物半導體的外延生長裝置，其特征 在于，包括：

真空反應腔；

樣品臺，所述樣品臺可旋轉，位于所述真空反應腔的底部；

等離子激發單元，所述等離子激發單元位于所述真空反應腔的頂部；

真空隔板，所述的真空隔板位于所述等離子體激發單元和所述樣品臺之間， 將所述真空反應腔沿垂直方向分隔為第一類氣態反應源吸附區和第二類氣態 反應源吸附區；

具有第一進氣口的第一氣路，用于向所述第一類氣態反應源吸附區通入第 一類氣態反應源；

具有第二進氣口的第二氣路，用于向所述第二類氣態反應源吸附區通入第 二類氣態反應源；

其中，所述等離子體激發單元用于激發所述第一氣態反應源和第二氣態反 應源電離分解；所述真空隔板用于防止所述第一類氣態反應源和所述第二類氣 態反應源在襯底表面以外的空間發生預反應；所述樣品臺旋轉形成外延生長所 需要的層流，并讓樣品表面交替吸附第一類、第二類氣態反應源分解形成的原 子。

2.根據權利要求1所屬的等離子體增強原子吸附的化合物半導體的外延 生長裝置，其特征在于，所述真空隔板中空、形成具有第三進氣口的第三氣路， 所述第三氣路用于通入隔離氣體以防止所述第一類氣態反應源和所述第二類 氣態反應源在襯底表面以外的空間發生預反應。

3.根據權利要求1或2所述的等離子體增強原子吸附的化合物半導體的 外延生長裝置，其特征在于，還包括：

離子過濾器，設置在所述等離子激發單元和所述樣品臺之間，將所述的真 空反應腔分隔成等離子放電區和等離子體下游區，所述離子過濾器用于吸收等 離子體源激發放電產生的氣體的活性離子，而讓活性中性粒子通過。

4.根據權利要求3所述的等離子體增強原子吸附的化合物半導體的外延 生長裝置，其特征在于，所述離子過濾器為水平設置在所述真空反應腔內的、 具有多個濾孔的金屬板，所述金屬板上加載有直流偏壓。

5.根據權利要求3所述的等離子體增強原子吸附的化合物半導體的外延 生長裝置，其特征在于，所述的等離子體激發單元的能量只耦合到所述的第一 類氣態反應源和所述第二類氣態反應源的等離子體放電區。

6.根據權利要求1所述的等離子體增強原子吸附的化合物半導體的外延 生長裝置，其特征在于，所述的等離子體激發單元采用電感應耦合、電容耦合 和電子回旋共振之中至少一種方式產生所述第一類氣態反應源和所述第二類 氣態反應源的等離子體。

7.根據權利要求1或2所述的等離子體增強原子吸附的化合物半導體的 外延生長裝置，其特征在于，所述樣品臺在豎直方向可升降。

8.根據權利要求1所述的等離子體增強原子吸附的化合物半導體的外延 生長裝置，其特征在于，所述第一氣態反應源為NH₃、N₂、C₃H₈、SiH₄、H₂O、 As、P等分子或原子的蒸汽中的一種或多種的組合。

9.根據權利要求1所述的等離子體增強原子吸附的化合物半導體的外延 生長裝置，其特征在于，所述第二氣態反應源為Ga(CH₃)₃、In(CH₃)₃、Al(CH₃)₃、 Zn(CH₃)₃、Si(CH₃)₄、Ga、In、Al分子或原子的蒸汽一種或多種的組合。