膜形成装置及方法制造方法及图纸

通过RPCVD在衬底上形成具有极低含量的碳杂质和氧杂质薄膜的装置和方法，包括将VA族等离子体引入到生长室的第一沉积区的步骤，将IIIA族试剂引入到与第一沉积区隔离的生长室的第二沉积区的步骤，通过另外试剂入口引入选自氨、肼、二甲基肼和氢等离子体的一定量另外试剂到第二沉积区，以使另外试剂和IIIA族试剂在沉积之前混合的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过化学气相沉积法制备膜的装置和方法。专利技术背景含金属或类金属的膜，如氮化镓(GaN)膜，在从发光二极管(LED)到紫外线检测器再到晶体管器件的器件范围内均有应用。通常，生产这些膜的技术，包括分子束外延(MBE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)和远程等离子体增强化学气相沉积(RPECVD或RPCVD)。RPECVD用于在比MOCVD中所使用的低得多的温度下制造高质量的膜，因而降低了生产成本，并能够使用温度敏感的优选衬底用于膜沉积。使用任何化学气相沉积(CVD)技术的薄膜生产过程中，必须解决的一个问题是，获得试剂在待生长薄膜的衬底表面上均匀且可控的分布，从而实现均匀的薄膜生长。通过设计分布系统可至少部分地解决了这个问题。例如，在RPECVD中，可采用喷头或网格的设计以获得衬底上均匀分布的有机金属试剂，同时可使用挡板来增强活性氮形态(species)的等离子流的均匀分布。WO/2010/091470中公开了一种这样的挡板设计，其全部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成膜的RPCVD装置，包括生长室的所述装置包括：（a）VA族的等离子体入口，位于生长室的第一沉积区中以向其中引入VA族的等离子体；（b）IIIA族试剂入口，位于生长室的第二沉积区以向其中引入IIIA族的试剂；（c）IIIA族试剂入口附近的另外试剂入口，以引入选自氨、肼、二甲基肼和氢等离子体的另外试剂到第二沉积区中，使得另外试剂和IIIA族试剂在沉积前混合；和（d）衬底支架，适用于支撑一个或多个衬底并在第一沉积区和第二沉积区之间旋转每个衬底。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.13 AU 2012903023;2012.08.10 AU 20129034551.一种形成膜的RPCVD装置，包括生长室的所述装置包括：
（a）VA族的等离子体入口，位于生长室的第一沉积区中以向其中引入VA族的等离子体；
（b）IIIA族试剂入口，位于生长室的第二沉积区以向其中引入IIIA族的试剂；
（c）IIIA族试剂入口附近的另外试剂入口，以引入选自氨、肼、二甲基肼和氢等离子体的另外试剂到第二沉积区中，使得另外试剂和IIIA族试剂在沉积前混合；和
（d）衬底支架，适用于支撑一个或多个衬底并在第一沉积区和第二沉积区之间旋转每个衬底。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述另外试剂入口是氨入口。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中第一沉积区基本上与第二沉积区隔离。
4.根据前述任一权利要求所述的装置，其中VA族等离子体入口和/或IIIA族试剂入口在与一个或多个衬底的生长表面距离约1cm到约30cm处通入生长室中。
5.根据权利要求4所述的装置，其中IIIA族试剂入口在与一个或多个衬底的生长表面距离约1cm到约10cm处通向生长室中。
6.根据权利要求1所述的装置，其中， VA族等离子体入口或IIIA族试剂入口中的至少一个与生长室的顶板端部齐平，顶板位于一个或多个衬底的生长表面垂直上方约1至约cm之间。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，顶板位于一个或多个衬底的生长表面垂直上方约15-cm之间。
8.根据前述任一权利要求所述的装置，其中，另外试剂入口基本上邻近IIIA族试剂入口通入生长室中，以促进所述试剂在它们接触一个或多个衬底之前混合。
9.根据前述任一权利要求所述的装置，其中，生长室包括一个或多个与另外试剂入口和/或IIIA族试剂入口连接的结构，以促进所述试剂在它们接触一个或多个衬底之前迅速混合。
10.根据前述任一权利要求所述的装置，其中，在VA族等离子体入口与一个或多个衬底之间存在直通流路。
11.根据权利要求10所述的装置，其中， VA族等离子体入口与一个或多个衬底之间的直通流路延伸至等离子体发生器与一个或多个衬底之间的无障碍通路，所述等离子体发生器用于产生VA族等离子体。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，另外试剂入口的开口通入生长室中，与一个或多个衬底紧密靠近。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，另外试剂入口通入生长室中，其与一个或多个衬底的生长表面距离约1cm到10cm。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，另外试剂入口从生长室的顶板向下延伸到紧密靠近一个或多个衬底的生长表面的端部。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，另外试剂入口通过生长室的侧壁通入生长室中，其高度适合使通过其流入的另外试剂流体具有流路，流路流过一个或多个衬底的生长表面并基本上与生长表面相邻。
16.根据前述任一权利要求所述的装置，其中， VA族等离子体入口和IIIA族试剂入口位于生长室内的中心。
17.根据权利要求16所述的装置，其中， VA族等离子体入口和IIIA族试剂入口中的至少一个具有流量控制装置，以引导对应的等离子体或试剂进入适当的第一沉积区或第二沉积区。
18.根据权利要求1-15任一项所述的装置，其中， VA族等离子体入口和IIIA族试剂入口位于生长室内的边缘。
19.根据权利要求18所述的装置，其中， VA族等离子体入口和IIIA族试剂入口基本上位于生长室的相对两端。
20.根据前述任一权利要求所述的装置，其中，衬底支架的旋转使得一个或多个衬底连续地从第一沉积区通到第二沉积区中。
21.根据前述任一权利要求所述的装置，还包括一个或多个加热装置，以在各种试剂进入生长室之前，加热另外试剂入口和/或IIIA族试剂入口。
22.一种在衬底上通过RPCVD形成薄膜的方法，包括以下步骤：
（a）通过VA族等离子体入口将第VA族等离子体引入到生长室的第一沉积区；
（b）通过IIIA族试剂入口将IIIA族试剂引入到生长室的第二沉积区，第二沉积区基本上与第一个沉积区隔离；
（c）通过另外试剂的入口将选自氨、肼、二甲基肼和氢等离子体的另外试剂引入到第二沉积区，以使另外试剂和IIIA族试剂在沉积之前混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨蒂亚纳拉扬·巴瑞克，玛丽皮埃尔弗朗索瓦丝·汪德比尔特富盖，伊恩·曼，
申请(专利权)人：盖列姆企业私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU