用于沉積Ⅲ-Ⅴ主族半導(dǎo)體層的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及沉積III?V主族半導(dǎo)體層的裝置，所述裝置具有工藝腔(1)、構(gòu)成工藝腔底部的、用于容納一個(gè)或多個(gè)待鍍基片的基座(2)、用于將基座加熱到工藝溫度的加熱裝置(3)以及進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)，所述進(jìn)氣機(jī)構(gòu)具有用來(lái)將混合物和金屬有機(jī)化合物引入工藝腔中的至少一個(gè)第一和第二工藝氣入口區(qū)(5，6，7)。建議腐蝕氣入口(9)沿混合物和金屬有機(jī)化合物的流動(dòng)方向(23)在工藝氣入口區(qū)下游通入工藝腔中，其中設(shè)置控制裝置并布置工藝氣入口區(qū)和腐蝕氣入口，使得從工藝氣入口區(qū)流出的工藝氣在沉積半導(dǎo)體層時(shí)不進(jìn)入腐蝕氣入口，并且凈化工藝腔時(shí)從腐蝕氣入口流出的腐蝕氣不進(jìn)入工藝氣入口區(qū)。腐蝕氣入口由進(jìn)氣機(jī)構(gòu)周圍的工藝氣腔蓋環(huán)形區(qū)和用來(lái)固定蓋板的環(huán)形固定元件構(gòu)成。
【專利說(shuō)明】
用于沉積ΠΙ-ν主族半導(dǎo)體層的方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于沉積II1-V主族半導(dǎo)體層的裝置，所述裝置包括:工藝腔；構(gòu)成工藝腔底部、用于容納一個(gè)或者多個(gè)待鍍基片的基座；用于將基座加熱到工藝溫度的加熱裝置；以及進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)氣機(jī)構(gòu)具有各自用于將工藝氣引入工藝腔之中的至少一個(gè)第一工藝氣入口區(qū)和第二工藝氣入口區(qū)，其中第一工藝氣入口區(qū)與提供V主族混合物作為工藝氣的混合物源相連，并且第二工藝氣入口區(qū)與提供III主族金屬有機(jī)化合物作為工藝氣的金屬有機(jī)化合物源相連，其中腐蝕氣入口與腐蝕氣源相連，并且其中設(shè)置可以由控制裝置開關(guān)的閥和可調(diào)節(jié)的質(zhì)量流量控制器，以便通過(guò)管道系統(tǒng)將混合物、金屬有機(jī)化合物和腐蝕氣與一種載氣一起以質(zhì)量流量可控的方式引入工藝腔之中。
[0002]除此之外，本發(fā)明還涉及將II1-V主族半導(dǎo)體層沉積到一個(gè)或者多個(gè)待鍍基片上的方法，由構(gòu)成工藝腔底部的基座容納所述基片，由加熱裝置將所述基座加熱到工藝溫度，其中通過(guò)進(jìn)氣機(jī)構(gòu)的第一和第二工藝氣入口區(qū)分別將工藝氣引入工藝腔之中以沉積半導(dǎo)體層，其中通過(guò)第一工藝氣入口區(qū)將一種V主族混合物并且通過(guò)第二工藝氣入口區(qū)將一種III主族金屬有機(jī)化合物引入工藝腔之中，并且其中在沉積半導(dǎo)體層之后通過(guò)腐蝕氣入口將腐蝕氣引入工藝腔之中以凈化工藝腔，其中由受到控制裝置控制的質(zhì)量流量控制器控制工藝氣和腐蝕氣的質(zhì)量流量。
【背景技術(shù)】
[0003]DE 10 2011 002 145 AUDE 10 2011 002 146 Al和DE 10 2012 102 661 Al均描述了此類裝置和此類方法。所述裝置可利用MOCVD法沉積GaN層。在具有圓形輪廓的工藝腔中通過(guò)布置于工藝腔中央的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)將在出載氣中稀釋的TMGa和NH3分別注入。構(gòu)成工藝腔底部的基座被布置于基座下面的加熱裝置加熱到工藝溫度。利用冷卻體冷卻工藝腔蓋。工藝氣在沉積過(guò)程中在基片表面上熱解，使得GaN層沉積在那里。無(wú)法避免基座或工藝腔蓋的自由表面也會(huì)蒙上反應(yīng)產(chǎn)物。必須在凈化步驟中去除工藝腔蓋和基座的這些寄生沉積。為此可使用一種腐蝕氣。優(yōu)先考慮將Cl2與載氣結(jié)合使用，所述載氣是Ns。在類似的裝置中通過(guò)工藝氣入口區(qū)的其中一個(gè)將腐蝕氣注入到工藝腔之中。由于工藝氣的吸附物附著在工藝氣輸入管的壁面和進(jìn)氣機(jī)構(gòu)的內(nèi)腔壁面上，會(huì)導(dǎo)致殘留工藝氣與腐蝕氣之間出現(xiàn)并非所愿的反應(yīng)。此外還可能導(dǎo)致進(jìn)氣機(jī)構(gòu)中的氣體輸入管或氣體分配室的表面與腐蝕氣發(fā)生反應(yīng)，所產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物尤其顆粒是不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，以有利于使用的方式對(duì)沉積方法和隨后的凈化方法以及所使用的裝置加以改進(jìn)。
[0005]可通過(guò)權(quán)利要求中所述的發(fā)明解決這一任務(wù)，從屬權(quán)利要求不僅可以是并列獨(dú)立權(quán)利要求的有益改進(jìn)實(shí)施方式，而且也可以是獨(dú)立的任務(wù)解決方案。
[0006]首先基本上設(shè)成將腐蝕氣入口與工藝氣入口區(qū)空間分離。工藝氣入口區(qū)可以具有與DE 10 2008 055 582 Al中所述一樣的實(shí)施方式。進(jìn)氣機(jī)構(gòu)形成被環(huán)形壁封閉的進(jìn)氣腔，其中所述環(huán)形壁具有多個(gè)彼此緊鄰的排氣口。后者形成有助于將工藝氣均勻分布到工藝腔之中的壓力壁皇。工藝氣流尤其是用來(lái)將工藝氣經(jīng)由工藝氣入口區(qū)注入到工藝腔之中的載氣流這樣適配在鍍膜過(guò)程中經(jīng)由腐蝕氣入口流入工藝腔的沖洗氣流，使得工藝氣不會(huì)進(jìn)入腐蝕氣入口和布置于腐蝕氣入口上游的腐蝕氣輸入管之中，從而使得腐蝕氣輸入管的壁面不會(huì)與工藝氣接觸。在凈化步驟過(guò)程中使得氣流、也就是使得經(jīng)過(guò)工藝氣入口區(qū)的沖洗氣流和經(jīng)由腐蝕氣入口進(jìn)入工藝腔之中的腐蝕氣流相互匹配，使得腐蝕氣不會(huì)經(jīng)由工藝氣入口區(qū)進(jìn)入工藝氣輸入管之中。腐蝕氣因此不會(huì)與工藝氣輸入管的壁面接觸。本發(fā)明所述的裝置具有供氣系統(tǒng)，所述供氣系統(tǒng)具有構(gòu)成管道系統(tǒng)的多個(gè)管道。利用可以開啟的閥將這些管道封閉。質(zhì)量流量控制器位于這些管道之中，以便控制經(jīng)過(guò)這些管道的工藝氣、沖洗氣、載氣或者載氣/工藝氣混合氣的質(zhì)量流量。由電子控制系統(tǒng)通過(guò)程序控制閥的開啟和關(guān)閉以及調(diào)整質(zhì)量流量值。管道系統(tǒng)形成了工藝氣入口區(qū)與相應(yīng)工藝氣源的管道連接，或者形成了腐蝕氣入口與腐蝕氣源的管道連接。工藝腔尤其具有圓形的輪廓。進(jìn)氣機(jī)構(gòu)位于工藝腔的中央，所述進(jìn)氣機(jī)構(gòu)優(yōu)選在工藝腔的整個(gè)高度上延伸。這些工藝氣入口區(qū)布置在不同的高度上。可以將三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或者更多的工藝氣入口區(qū)相互疊置。相應(yīng)的工藝氣從各個(gè)工藝氣入口區(qū)在徑向水平流動(dòng)通過(guò)工藝腔。排氣口位于工藝腔的徑向外側(cè)邊緣上，反應(yīng)產(chǎn)物和載氣可以經(jīng)由排氣口離開工藝腔。并非通過(guò)工藝氣入口區(qū)將腐蝕氣送入工藝腔，而是通過(guò)與工藝氣入口區(qū)空間分離的腐蝕氣入口將腐蝕氣送入工藝腔。腐蝕氣入口可以具有多個(gè)開口，腐蝕氣可以與載氣一起流動(dòng)通過(guò)這些開口。優(yōu)選地，腐蝕氣入口配置有呈環(huán)狀圍繞進(jìn)氣機(jī)構(gòu)延伸的區(qū)域。該腐蝕氣入口區(qū)優(yōu)選地由工藝腔蓋構(gòu)成，尤其優(yōu)選地由固定工藝腔蓋的至少一個(gè)蓋板的固定元件構(gòu)成。優(yōu)選地通過(guò)與進(jìn)氣機(jī)構(gòu)空間分離的腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)注入腐蝕氣。腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)具有多個(gè)開口形成的環(huán)形腐蝕氣入口區(qū)。通過(guò)構(gòu)成腐蝕氣入口的腐蝕氣入口區(qū)將在載氣中稀釋的腐蝕氣在垂直方向、也就是垂直于工藝氣的徑向流動(dòng)方向送入工藝腔之中。尤其相對(duì)于工藝氣流動(dòng)方向以90°或者更小的角度將腐蝕氣送入工藝腔之中。優(yōu)選地從工藝腔的冷側(cè)注入腐蝕氣。通過(guò)位于氣體輸入機(jī)構(gòu)中的單獨(dú)的工藝氣輸入管將工藝氣輸入到進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，所述氣體輸入機(jī)構(gòu)垂直布置于進(jìn)氣機(jī)構(gòu)上方。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，具有腐蝕氣輸入管的殼體包圍氣體輸入機(jī)構(gòu)。腐蝕氣輸入管通入到圍繞氣體輸入機(jī)構(gòu)延伸的環(huán)形氣體分配腔之中。在載氣中稀釋的腐蝕氣可以通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)優(yōu)選地以均勻角度分布排列的氣體通過(guò)口從氣體分配腔向外流出。這些開口起到壓力壁皇作用。另一個(gè)分配腔位于這些開口下游，該分配腔具有通入到腐蝕氣入口區(qū)中的氣體通過(guò)口?？梢杂裳a(bǔ)充性沖洗氣流對(duì)最后提及的分配腔進(jìn)行沖洗。與此相關(guān)的沖洗氣輸入管通入到另一個(gè)氣體分配腔之中。利用該裝置使得GaN沉積。為此可使用在出載氣中輸運(yùn)的NH3和在H2載氣中輸運(yùn)的TMGa作為工藝氣。H2在沉積過(guò)程中流動(dòng)通過(guò)腐蝕氣入口。用于凈化工藝腔的N2流動(dòng)通過(guò)工藝氣入口區(qū)。NdPCl2流動(dòng)通過(guò)腐蝕氣入口。在沉積半導(dǎo)體層的時(shí)候，沖洗氣流流動(dòng)通過(guò)腐蝕氣入口區(qū)或者流動(dòng)通過(guò)構(gòu)成腐蝕氣入口區(qū)的開口。沖洗氣的流動(dòng)速度這樣選擇，使得工藝氣能夠只有少量擴(kuò)散到腐蝕氣入口之中。工藝氣最多到達(dá)被沖洗氣沖洗的分配腔之中。當(dāng)執(zhí)行凈化步驟時(shí)，沖洗氣以適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)速度流動(dòng)通過(guò)工藝氣入口區(qū)也就是進(jìn)氣機(jī)構(gòu)的彼此緊密排列的開口，使得腐蝕氣不會(huì)擴(kuò)散到布置于工藝氣入口背面的工藝氣分配腔之中。優(yōu)選地將一個(gè)或多個(gè)壓力壁皇布置在腐蝕氣輸入管中。壓力壁皇可以由橫斷面相應(yīng)的小的氣體通過(guò)口構(gòu)成，使得腐蝕氣輸入管中氣體通過(guò)口上游壓力明顯高于氣體通過(guò)口下游?？梢詫⒁粋€(gè)或多個(gè)壓力壁皇布置在氣體分配腔下游。這些壓力壁皇可起到阻止從工藝腔朝向氣體分配腔擴(kuò)散的作用。
[0007]以下將根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施例進(jìn)行解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1本發(fā)明所述用于沉積II1-V主族半導(dǎo)體層的裝置的橫斷面，類似于DE10 2008055 582 Al的圖5，圖中所示的橫截面平面穿過(guò)腐蝕氣輸入管29，
[0009]圖2根據(jù)圖1繪制，然而有所放大并且在沖洗氣輸入管26和氣體通過(guò)口30所在的另一個(gè)橫截面平面中，
[0010]圖3圖1和2中以剖面圖繪制的腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)8的俯視圖，
[0011 ]圖4腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)的透視圖，以及
[0012]圖5用于解釋本發(fā)明的氣體混合系統(tǒng)主要元件。
【具體實(shí)施方式】
[0013]關(guān)于該實(shí)施例的工藝腔的實(shí)施方式，可參考開頭所述現(xiàn)有技術(shù)的描述。反應(yīng)器的工藝腔具有圓形輪廓與布置在徑向外側(cè)的排氣機(jī)構(gòu)24，該排氣機(jī)構(gòu)連接在真空栗和氣體洗滌器上。與DE 10 2008 055 582 Al中所述的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4位于工藝腔I的中央。工藝腔I的底部例如由石墨制成的基座2構(gòu)成，將待鍍基片布置在該基座上。在基座2下方設(shè)置加熱裝置3，所述加熱裝置可以是紅外加熱系統(tǒng)的電阻加熱裝置，或者是射頻加熱裝置。利用加熱裝置3將指向工藝腔I的基座2頂面加熱到工藝溫度。工藝腔I的腔蓋由一個(gè)或者多個(gè)蓋板25構(gòu)成，在蓋板背面對(duì)蓋板進(jìn)行冷卻。采用了傳熱體38。通過(guò)調(diào)溫氣體輸入管37注入調(diào)溫氣體，所述調(diào)溫氣體流動(dòng)通過(guò)蓋板25和傳熱體38之間的間隙。圖1和2所示為穿過(guò)進(jìn)氣機(jī)構(gòu)24中軸線的橫斷面，所述中軸線與工藝腔I的中軸線相同，其中圖1和2的剖面呈角度偏置地延伸。
[0014]進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4具有三個(gè)垂直疊置的工藝氣入口區(qū)5、6、7，可以利用分開的氣體輸入管給這些工藝氣入口區(qū)供應(yīng)工藝氣，其中通過(guò)氣體輸入機(jī)構(gòu)36注入工藝氣。垂直布置在進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4上方的氣體輸入機(jī)構(gòu)36被殼體28包圍，所述殼體具有腐蝕氣輸入管29，所述氣體輸入機(jī)構(gòu)處于圖1的剖切面中。輸入管29是腐蝕氣輸入裝置的一部分，并且通入到將氣體輸入機(jī)構(gòu)36包圍的環(huán)腔29’之中。環(huán)腔29’具有多個(gè)以均勻角度分布排列在環(huán)腔的整個(gè)圓周上的開口 30，這些開口構(gòu)成壓力壁皇。通過(guò)腐蝕氣輸入管29注入的氣體從這些開口 30流出，所述氣體可以是一種腐蝕氣或者沖洗氣，從殼體28的分段28’流出到分配腔31之中，該分配腔同樣呈環(huán)形包圍氣體輸入機(jī)構(gòu)36。殼體分段28’的外壁形成分配腔31的一個(gè)壁面，并且腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)8的外壁形成分配腔31的另一個(gè)壁面。腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)8具有多個(gè)布置于進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4周圍的環(huán)形區(qū)中的孔10，這些孔的入口形成腐蝕氣入口 9。采用了兩排同心排列的開口 10，但也可以僅僅采用一排開口 10，同心排列的數(shù)量也可以是兩個(gè)以上。
[0015]所述腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)8可以是承載蓋板25的固定元件?？梢酝ㄟ^(guò)卡口連接將固定元件8固定在工藝腔蓋或殼體28上，或者固定在氣體輸入機(jī)構(gòu)36上。
[0016]腐蝕氣進(jìn)入口10所在的腐蝕氣入口區(qū)9在空間上與進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4分離，與進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4有一定的徑向距離。
[0017]沖洗氣管道26位于殼體28之內(nèi)，并且經(jīng)由開口 33通入隔離體的分配腔34。沖洗氣管道26相對(duì)于中軸線與腐蝕氣輸入管29角度偏置，如圖2中所示。隔離體由徑向布置于腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)8之外的隔離環(huán)27構(gòu)成。注入到?jīng)_洗氣輸入管26之中的沖洗氣可以通過(guò)充當(dāng)壓力壁皇的開口 35從分配腔34朝向工藝腔I流出。沖洗氣流通過(guò)溢流道32溢出腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)8的法蘭段，以便流入分配腔31并且與腐蝕氣一起穿過(guò)腐蝕氣進(jìn)入口 10流入工藝腔I之中。利用通過(guò)沖洗氣輸入管26注入的沖洗氣，但也可以利用鍍膜過(guò)程中通過(guò)腐蝕氣輸入管29流入的沖洗氣，沖洗腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)8與殼體28之間的狹窄間隙。
[0018]采用了調(diào)整質(zhì)量流量控制器17、18的質(zhì)量流量值的電子控制裝置22。也可利用控制裝置22切換控制換向閥16、19。尤其是設(shè)成，利用換向閥16在來(lái)自源14的沖洗氣如H2和來(lái)自源15的沖洗氣如N2之間進(jìn)行切換。在源12、13中準(zhǔn)備工藝氣。TMGa源12通過(guò)質(zhì)量流量控制器和換向閥與工藝氣入口區(qū)6相連。NH3源13通過(guò)質(zhì)量流量調(diào)整器和換向閥與工藝氣入口區(qū)
5、7相連，使得工藝氣和攜帶工藝氣的載氣可以通過(guò)工藝氣入口區(qū)5、6、7沿流動(dòng)方向23流動(dòng)通過(guò)工藝腔I。入口區(qū)5、6、7呈環(huán)形圍繞進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4中軸線并且在腐蝕氣入口區(qū)9上游或者徑向朝向腐蝕氣入口區(qū)9之內(nèi)延伸。工藝氣入口區(qū)5、6、7相互垂直疊置，并且具有多個(gè)很小的氣體通過(guò)口，相應(yīng)的工藝氣可通過(guò)這些氣體通過(guò)口從徑向內(nèi)側(cè)的氣體分配腔流入工藝腔I之中。
[0019]可以利用換向閥將載氣/工藝氣混合氣切換到排氣管20中，使得氣流不會(huì)流動(dòng)通過(guò)工藝氣入口區(qū)5、6、7。
[0020]腐蝕氣入口9與具有換向閥19的腐蝕氣輸入管21相連?？梢岳脫Q向閥19選擇將氣流切換到輸入管21中或者排氣管20中，所述氣流包含質(zhì)量流量調(diào)節(jié)器18進(jìn)行了質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的載氣和質(zhì)量流量調(diào)節(jié)器17控制的腐蝕氣?？稍趯⒐に嚉庾⑷氲脚艢夤?0中的下游將腐蝕氣-載氣混合氣注入到排氣管20之中。
[0021]在層生長(zhǎng)過(guò)程中一直使用氣體(例如H2)沖洗所有工藝氣入口區(qū)5、6、7和腐蝕氣入P9o
[0022]通過(guò)工藝氣入口 5、6、7還將工藝氣注入到工藝腔I之中。在凈化過(guò)程中同樣用氣體沖洗所有工藝氣入口區(qū)5、6、7和腐蝕氣入口 9。犯流動(dòng)通過(guò)工藝氣入口區(qū)5、6、7。吣和Cl2的混合氣流動(dòng)通過(guò)腐蝕氣入口 9。從生長(zhǎng)過(guò)程轉(zhuǎn)換到凈化過(guò)程之前以及接通腐蝕氣之前，利用閥16將載氣從H2轉(zhuǎn)換到N2。然后才通過(guò)管道系統(tǒng)將大約5?10%C12和95%N2的混合氣注入到在氣體分配器平面中延伸的分配腔31之中，腐蝕氣從那里出發(fā)從開口 10在垂直方向流入工藝腔I之中。所涉及的是總計(jì)包括96個(gè)開口 10的分配器孔圈。布局這樣選擇，從而僅僅在氣密空間中存在過(guò)壓，并且不會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生可能導(dǎo)致氧化的寄生氣流。為了能夠進(jìn)一步杜絕氧化或腐蝕氣擴(kuò)散，可以使用進(jìn)一步導(dǎo)引的結(jié)構(gòu)如導(dǎo)向板或者可以使用附加氣體入口。有利地，也將不同的材料用于入口。因此規(guī)定，氣體輸入機(jī)構(gòu)36由不銹鋼如InconeI構(gòu)成。殼體28可以用同樣的材料制成。優(yōu)選地將陶瓷、石英用于隔離環(huán)27和腐蝕氣進(jìn)入機(jī)構(gòu)9，但也可以使用不銹鋼。還可以使用SOCl2作為凈化氣體。氣體流向這樣選擇，使得進(jìn)入工藝氣入口區(qū)和腐蝕氣入口的氣體大致以90°或<90°的角度相遇。工藝氣入口區(qū)5、6、7和腐蝕氣入口 9可以由相互不同的材料構(gòu)成，但也可以由相同材料組但具有不同合金的材料構(gòu)成。工藝氣和腐蝕氣向工藝腔I之中的引入的空間分離這樣設(shè)計(jì)，使得針對(duì)工藝氣的氣體入口的攻擊距離的計(jì)算表明，腐蝕氣以L0G10計(jì)減少五個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0023]上述實(shí)施方式用于解釋本申請(qǐng)所概括的發(fā)明，這些實(shí)施方式各自至少通過(guò)以下特征組合改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù):
[0024]—種裝置，其特征在于，腐蝕氣入口 9沿混合物和金屬有機(jī)化合物的流動(dòng)方向23在工藝氣入口區(qū)5、6、7下游通入工藝腔I之中，其中控制裝置22這樣設(shè)置并且工藝氣入口區(qū)5、
6、7和腐蝕氣入口 9這樣布置，使得從工藝氣入口區(qū)5、6、7流出的工藝氣在沉積半導(dǎo)體層的時(shí)候不會(huì)進(jìn)入腐蝕氣入口9中，并且在凈化工藝腔的時(shí)候從腐蝕氣入口9流出的腐蝕氣不會(huì)進(jìn)入工藝氣入口區(qū)5、6、7中；
[0025]—種方法，其特征在于，通過(guò)沿混合物和金屬有機(jī)化合物的流動(dòng)方向布置于工藝氣入口區(qū)5、6、7下游的腐蝕氣入口 9將腐蝕氣注入到工藝腔I之中，其中在沉積半導(dǎo)體層的時(shí)候適當(dāng)調(diào)整經(jīng)由工藝氣入口區(qū)5、6、7流入工藝腔I的氣體和經(jīng)由腐蝕氣入口 9流入工藝腔I的沖洗氣的質(zhì)量流量，使得工藝氣不會(huì)進(jìn)入腐蝕氣入口9中，并且當(dāng)凈化工藝腔I的時(shí)候經(jīng)由腐蝕氣入口 9引入工藝腔I中的腐蝕氣流和經(jīng)由工藝氣入口區(qū)5、6、7注入到工藝腔I中的沖洗氣流的質(zhì)量流量這樣調(diào)整，使得腐蝕氣不會(huì)進(jìn)入布置于工藝氣入口區(qū)5、6、7上游的氣體輸入管。
[0026]—種裝置，其特征在于，工藝腔I具有圓形輪廓，并且將進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4布置在工藝腔I的中間，并且腐蝕氣入口9由進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4周圍的工藝腔蓋的環(huán)形區(qū)構(gòu)成；
[0027]—種裝置，其特征在于，腐蝕氣入口 9的環(huán)形區(qū)由用來(lái)固定蓋板25的環(huán)形固定元件8構(gòu)成；
[0028]—種方法或者一種裝置，其特征在于，垂直布置在進(jìn)氣機(jī)構(gòu)4上方的氣體輸入機(jī)構(gòu)36構(gòu)成的氣體輸入管給工藝氣入口區(qū)5、6、7供氣，其中所述氣體輸入機(jī)構(gòu)36被構(gòu)成腐蝕氣輸入管29、29’的殼體28包圍；
[0029]一種方法或者一種裝置，其特征在于，腐蝕氣輸入管29通入到包圍氣體輸入機(jī)構(gòu)36的環(huán)形流道29’之中，所述環(huán)形流道通過(guò)多個(gè)在環(huán)形流道29'的整個(gè)圓周上分布排列的氣體通過(guò)口 30與分配腔31相連，所述開口 30起到壓力壁皇作用；
[0030]一種裝置，其特征在于，分配腔31是環(huán)形腔，其利用腐蝕氣入口9形成的氣體通過(guò)口 10與工藝腔I流體連通；
[0031]—種裝置，其特征在于用來(lái)將沖洗氣注入到分配腔31之中的沖洗氣輸入管26;
[0032]一種方法，其特征在于，腐蝕氣是Cl2，并且凈化步驟過(guò)程中的沖洗氣是N2;
[0033]—種方法，其特征在于，工藝氣包含第III主族的元素和/或者第V主族的元素，并且尤其是NH3和TMGa，層沉積時(shí)的沖洗氣是H2或者N2;
[0034]一種裝置，其特征在于腐蝕氣輸入管29中的至少一個(gè)壓力壁皇，該壓力壁皇尤其由氣體通過(guò)口 30構(gòu)成；
[0035]一種裝置，其特征在于，壓力壁皇30布置在氣體分配腔31下游。
[0036]所有公開的特征(本身，但也可相互組合)均為發(fā)明特征。因此相關(guān)/附加優(yōu)先權(quán)資料的公開內(nèi)容(在先申請(qǐng)書副本)均被整個(gè)納入本申請(qǐng)書的公開內(nèi)容，也旨在將這些資料所述的特征收納為本發(fā)明的權(quán)利要求。從屬權(quán)利要求所述的特征均為本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)實(shí)施方式，尤其可根據(jù)這些權(quán)利要求提出分案申請(qǐng)。
[0037]附圖標(biāo)記清單:
[0038]I 工藝腔
[0039]2 基座
[0040]3加熱裝置[0041 ]4進(jìn)氣機(jī)構(gòu)
[0042]5 工藝氣入口區(qū)
[0043]6 工藝氣入口區(qū)
[0044]7 工藝氣入口區(qū)
[0045]8固定元件
[0046]9腐蝕氣入口
[0047]10氣體通過(guò)口
[0048]11 Cl2 源
[0049]12 TMGa源，控制裝置
[0050]13 NH3源
[0051]14 H2源
[0052]15 N2源
[0053]16 換向閥N2/H2
[0054]17質(zhì)量流量控制器Cl2
[0055]18質(zhì)量流量控制器N2/H2
[0056]19換向閥
[0057]20排氣管
[0058]21輸入管
[0059]22控制裝置
[0060]23流動(dòng)方向[0061 ]24 排氣口
[0062]25 蓋板
[0063]26沖洗氣輸入管
[0064]27隔離環(huán)
[0065]28 殼體
[0066]29腐蝕氣輸入管
[0067]29’腐蝕氣輸入管，環(huán)形流道
[0068]30氣體通過(guò)口
[0069]31分配腔
[0070]32溢流道
[0071]33 開口
[0072]34分配腔
[0073]35 開口
[0074]36氣體輸入機(jī)構(gòu)
[0075]37調(diào)溫氣體輸入管
[0076]38傳熱體
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于沉積II1-V主族半導(dǎo)體層的裝置，所述裝置具有:工藝腔(I);構(gòu)成工藝腔(I)底部的、用于容納一個(gè)或者多個(gè)待鍍基片的基座(2);用于將基座(2)加熱到工藝溫度的加熱裝置(3);以及進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)，所述進(jìn)氣機(jī)構(gòu)具有分別用于將工藝氣引入工藝腔(I)之中的至少一個(gè)第一工藝氣入口區(qū)(5，7)和第二工藝氣入口區(qū)(6)，第一工藝氣入口區(qū)(5，7)與提供V主族混合物作為工藝氣的混合物源(13)相連，并且第二工藝氣入口區(qū)(6)與提供III主族金屬有機(jī)化合物作為工藝氣的金屬有機(jī)化合物源(12)相連，其中腐蝕氣入口(9)與腐蝕氣源(11)相連，并且設(shè)置了可以由控制裝置(22)開關(guān)的閥(16，19)和可調(diào)節(jié)的質(zhì)量流量控制器(17，18)，以便通過(guò)管道系統(tǒng)(21)將混合物、金屬有機(jī)化合物和腐蝕氣分別與載氣一起以質(zhì)量流量可控的方式引入工藝腔(I)之中，其特征在于，腐蝕氣入口(9)沿混合物和金屬有機(jī)化合物的流動(dòng)方向(23)在工藝氣入口區(qū)(5，6，7)下游通入工藝腔(I)之中，其中，控制裝置(22)這樣設(shè)置并且工藝氣入口區(qū)(5，6，7)和腐蝕氣入口(9)這樣布置，使得從工藝氣入口區(qū)(5，6，7)流出的工藝氣在沉積半導(dǎo)體層的時(shí)候不能進(jìn)入腐蝕氣入口(9)，并且在凈化工藝腔的時(shí)候從腐蝕氣入口(9)流出的腐蝕氣不能進(jìn)入工藝氣入口區(qū)(5，6，7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，工藝腔(I)具有圓形輪廓，并且進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)布置在工藝腔(I)的中間，并且腐蝕氣入口(9)由進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)周圍的工藝腔蓋的環(huán)形區(qū)構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，腐蝕氣入口(9)的環(huán)形區(qū)由用來(lái)固定蓋板(25)的環(huán)形固定元件(8)構(gòu)成。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，由垂直布置在進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)上方的氣體輸入機(jī)構(gòu)(36)構(gòu)成的氣體輸入管給工藝氣入口區(qū)(5，6，7)供氣，其中所述氣體輸入機(jī)構(gòu)(36)被構(gòu)成腐蝕氣輸入管(29，29’)的殼體(28)包圍。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，腐蝕氣輸入管(29)通入到包圍氣體輸入機(jī)構(gòu)(36)的環(huán)形流道(29’)之中，所述環(huán)形流道通過(guò)多個(gè)在環(huán)形流道(2Y )的整個(gè)圓周上分布排列的氣體通過(guò)口(30)與分配腔(31)相連，其中所述開口(30)起到壓力壁皇作用。6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，分配腔(31)是利用由腐蝕氣入口(9)形成的氣體通過(guò)口(10)與工藝腔(I)流體連通的環(huán)形腔。7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于用來(lái)將沖洗氣注入到分配腔(31)之中的沖洗氣輸入管(26)。8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于腐蝕氣輸入管(29)中的至少一個(gè)壓力壁皇，所述壓力壁皇尤其由氣體通過(guò)口(30)構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，壓力壁皇(30)布置在氣體分配腔(31)下游。10.—種用于將II1-V主族半導(dǎo)體層沉積到一個(gè)或者多個(gè)待鍍基片上的方法，所述基片由構(gòu)成工藝腔(I)底部的基座(2)容納，由加熱裝置(3)將所述基座(2)加熱到工藝溫度，其中通過(guò)進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)的第一工藝氣入口區(qū)(5，7)和第二工藝氣入口區(qū)(6)分別將工藝氣引入工藝腔(I)之中以沉積半導(dǎo)體層，其中通過(guò)第一工藝氣入口區(qū)(5，7)將V主族混合物并且通過(guò)第二工藝氣入口區(qū)(6)將III主族金屬有機(jī)化合物引入工藝腔(I)之中，并且其中在沉積半導(dǎo)體層之后通過(guò)腐蝕氣入口(9)將腐蝕氣引入工藝腔(I)之中以凈化工藝腔，其中由受到控制裝置(22)控制的質(zhì)量流量控制器(17,18)控制工藝氣和腐蝕氣的質(zhì)量流量，其特征在于，通過(guò)沿混合物和金屬有機(jī)化合物的流動(dòng)方向布置于工藝氣入口區(qū)(5，6，7)下游的腐蝕氣入口(9)將腐蝕氣注入到工藝腔(I)之中，其中在沉積半導(dǎo)體層的時(shí)候這樣調(diào)整經(jīng)由工藝氣入口區(qū)(5，6，7)流入工藝腔(I)的氣體和經(jīng)由腐蝕氣入口( 9)流入工藝腔(I)的沖洗氣的質(zhì)量流量，使得工藝氣不能進(jìn)入腐蝕氣入口(9)，并且當(dāng)凈化工藝腔(I)的時(shí)候這樣調(diào)整經(jīng)由腐蝕氣入口(9)引入工藝腔(I)中的腐蝕氣流和經(jīng)由工藝氣入口區(qū)(5，6，7)注入到工藝腔(I)中的沖洗氣流的質(zhì)量流量，使得腐蝕氣不能進(jìn)入布置于工藝氣入口區(qū)(5，6，7)上游的氣體輸入管。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，工藝腔(I)具有圓形輪廓，并且將進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)布置在工藝腔(I)的中間，并且腐蝕氣入口(9)由進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)周圍的工藝腔蓋的環(huán)形區(qū)構(gòu)成。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，由垂直布置在進(jìn)氣機(jī)構(gòu)(4)上方的氣體輸入機(jī)構(gòu)(36)構(gòu)成的氣體輸入管給工藝氣入口區(qū)(5，6，7)供氣，其中所述氣體輸入機(jī)構(gòu)(36)被構(gòu)成腐蝕氣輸入管(29，29’)的殼體(28)包圍。13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，腐蝕氣輸入管(29)通入到包圍氣體輸入機(jī)構(gòu)(36)的環(huán)形流道(29’)之中，所述環(huán)形流道通過(guò)多個(gè)在環(huán)形流道(2Y)的整個(gè)圓周上分布排列的氣體通過(guò)口(30)與分配腔(31)相連，其中所述開口(30)起到壓力壁皇作用。14.根據(jù)權(quán)利要求10?13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，腐蝕氣是Cl2，并且凈化步驟過(guò)程中的沖洗氣是Ns。15.根據(jù)權(quán)利要求10?14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，工藝氣具有第V主族的元素，并且/或者具有第III主族的元素，尤其是NH3和TMGa，并且層沉積時(shí)的沖洗氣是H2或者N2o
【文檔編號(hào)】C23C16/34GK105839077SQ201610190479
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日
【發(fā)明人】F·拉達(dá)伊威特, M·德費(fèi)爾, M·科爾伯格
【申請(qǐng)人】艾克斯特朗歐洲公司