用于汽相沉积的截头衬托器制造技术

一种汽相沉积系统，包括一个或多个用来促进反应剂气体向下游通过的槽道装置，一汽相沉积系统的反应器包括一个或多个槽道来促使反应剂气体在衬托器斜面区段下面通过。一衬托器，在进行基片上外延生长过程中安置在反应器中，它包括一截头的斜面区段和一截头侧面。基片可与截头斜面段的下端缘对齐重合，以免化学沉积到基片上游的一些表面上。衬托器的一个或多个槽道可促使在反应器内的反应剂气体向下游通过。还公开了汽相沉积的方法和促使反应器内反应剂气体向下游通过的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及汽相沉积领域。本专利技术还涉及在基片上外延薄膜晶体生长的基座或衬托器(susceptors)。本专利技术还涉及用于氢化物气相外延生长系统的一种截头的衬托器。本专利技术进一步还涉及一种用于汽相沉积的系统，在其中可以防止过早地沉积在衬托器上。相关的技术背景氢化物汽相外延生长(HVPE)仍然是各种半导体如氮化镓(GaN)外延生长的重要技术。在HVPE系统中，晶体生长是由于高温下氯化镓(GaCl)和氨(NH3)之间的汽相反应而进行。两种气体流向加热的基片，在基片处相遇和反应而在基片表面产生固体GaN。然而，还存在与这种生长技术有联系的某些困难。例如原料或反应剂气体在达到基片之前会发生反应，导致GaN的过早沉积，亦即GaN沉积在一些非目标表面上。基片通常是展贴于衬托器上，该衬托器与气体流的的方向安置成某一角度，例如可参见图2。全部衬托器，不只是基片，保持在发生沉积所需要的高温中。这样，固体GaN的生长便能发生在基片的衬托器的上游。这样的上游GaN沉积对基片上的晶体生长具有负面后果。首先，固体GaN的沉积会趋于防碍反应剂气体适当地流向基片。而且，如果非需要的GaN的沉积会累积起来超过一定厚度，它们便与外延生长层、即沉积的目的或目标层合并在一起。不需要的GaN沉积与外延层的合并会降低GaN外延层的均匀度，并导致一种劣质产品。在HVPE系统中对付非需要沉积的现有方法，一般涉及定期从反应室中取出衬托器使其净化，使用物理方法或用化学蚀刻法来净化。然而，这些方法需要经常中断反应器的使用，并且是消耗劳力、消耗时间和危险的。而且，当需要在基片上沉积厚层GaN的情况下，在一次生长循环操作过程中，在衬托器上不希望的沉积会达到成问题的程度。然而，HVPE系统的净化和维护却只能在一次生产循环完成之后进行。企图在原地除去不需要的沉积的一些技术，如将其通过蚀刻气体，也面临同样的限制系统的蚀刻也需要中断反应器的使用，而不能在一次生长循环作业过程中进行。本专利技术解决了在已有技术汽相化学沉积系统的方法中所存在的与晶体过早或非目标生长相关的问题。通过防止在衬托器表面上的过早上游沉积，本专利技术极大地减少了需要大量人力、消耗时间和费用高昂的HVPE系统的维护。特别是，本专利技术消除了在氢化物汽相外延过程中基片上游衬托器表面部分不需要的沉积问题。本专利技术的一个特征是，提供了一种包括至少一个槽道装置(Channelunit)在内的汽相沉积系统。本专利技术的另一特征是，提供了一种具有一个截头侧面的衬托器。本专利技术的另一特征是，提供了一种具有至少一个槽道的衬托器。本专利技术的另一个特征是，提供一种包括一个反应器的汽相沉积系统，该反应器具有至少一个槽道装置。本专利技术的另一个特征是，提供一种促使反应剂气体从HVPE系统的基片下面通过的方法。本专利技术一个优点是，提供了一种方法，它能防止在HVPE系统中在衬托器上产生不期望的沉积。本专利技术的另一优点是，提供了一种衬托器，其中衬托器的一个斜面区段是从基片上游截头的。本专利技术的另一优点是，提供了一种具有至少一个槽道的衬托器。本专利技术的另一优点是，提供一种沉积系统，它具有至少一个用作反应剂气体向下游通过的槽道装置。这些和其它目的，优点及特征已经通过提供一种汽相沉积系统实现了，该系统包括一具有反应器壁的反应器；一包括斜面区段的衬托器；以及至少一个用作加速在该区段下面的气体向下游通过的槽道装置。这些和其它目的，优点及特征已经通过提供一个衬托器来进行汽相外延实现了，该衬托器包括一个底面，一个斜面区段，一个截头侧面以及一个鼻形突出部分，鼻形突出部分在鼻端部结尾，斜面区段具有下端缘，以及截头侧面具有截面上端缘，斜面区段和截头侧面是连接于斜面区段的下端缘，截头侧面的上端缘限定了鼻端部，截头侧面与底面成一角度，使鼻端部相对于底面被升高了。这些和其它目的，优点及特征通过提供一种在基片上汽相沉积材料的方法而实现了，该方法包括以下步骤(a)提供基片；(b)将基片定位在衬托器的斜面区段上，衬托器包括一底面，一斜面区段和一鼻形突出部分，鼻形部分在鼻端部结尾；(c)提供一反应器，它具有至少一个槽道装置，该至少一个槽道装置是用来促使在鼻端部下面的气体向下游通过；(d)在反应器内安置衬托器；以及(e)将反应剂气流引入反应器。本专利技术这些和其它目的，优点及特征在后面的说明书中作了部分阐明，通过研究下面的说明书，本领域的技术人员会部分地明白，或者可以参阅本专利技术的实施例。按照后附的权利要求中具体指出的方法，本专利技术的一些优点是可以实现的和达到的。图5B是表示本专利技术图5A的化学汽相沉积系统一个区域的更详细情况；图5C是表示本专利技术图5A的化学汽相沉积系统的截面图，是沿图5A中的直线5C-5C截取的；图6A是示意表示根据本专利技术另一实施方案的一化学汽相沉积系统的侧视图；图6B表示本专利技术图6A的化学汽相沉积系统的平面视图；图6C是表示本专利技术图6A的化学汽相沉积系统的截面图，是沿图6A中的直线6C-6C截取的。图7A是根据本专利技术是一实施方案中化学汽相沉积系统的侧视图；图7B是表示本专利技术图7A的化学汽相沉积系统的截面图，是沿图7A直线7B-7B截取的。图8A是示意表示根据本专利技术另一实施方案在一汽相沉积方法中所涉及的一系列步骤；图8B是示意表示根据本专利技术另一实施方案在一汽相沉积方法中所涉及的一系列步骤；以及图8C是示意表示根据本专利技术另一实施方案在从汽相外延系统的反应器中除去反应剂气体的方法中所涉及到的一系列步骤。一些优选实施方案的详细简述现在参阅附图，附图说明图1是示意表示一典型的已有技术HVPE系统10，它包括已有技术的一个衬托器12。该系统10全部包含在高温炉24内。在高温炉24内是一个生长管或反应器21，典型的是由石英制成。生长管21包含一个加热的基片14，该基片14是设置在衬托器12上。外延沉积是通过源气或反应剂气体的汽相反应来进行，反应剂气体是通过入口22引入反应器21内。基片14是装设在斜面区段11上(图2)。斜面区段11的位置是与反应剂气体流的方向(以箭头来表示)5成一角度。斜面区段11成角度的安置能增加气体流与基片14的表面14’的接触面积。图2是以侧视图表示已有技术衬托器12更加详细的情况。已有技术衬托器12包括在基片14下游的区域18，源气在达到基片14之前首先撞击到该区域18上。衬托器12的高温使源气5在衬托器12的任何表面上反应。特别是固体材料16在位置18处，在从基片14开始的上游产生沉积是特别成问题的。在鼻形部位18处，入射气体流5中的反应剂浓度是最大的。沉积物16会干扰反应剂气体的自由流动，而且沉积物16能够与基片14上的外延层合并，从而导致外延层的表面形态变坏。衬托器12还包括底面20，而鼻形区域18在鼻端部18’处结尾。由于全部衬托器12是保持在高温下(温度范围为800℃至1100℃)，所以沉积能够发生在衬托器11表面上的任何位点上。图3A是表示根据本专利技术一实施方案的衬托器32的侧视图。该衬托器32包括一底侧面40，一后侧面42，一上侧面44，一斜面区段33，一截头侧面35以及一鼻形部分28，它的末端为鼻端部分28’。至少一个槽道37可以包括在鼻端部分28’下。斜面区段33包括该区段的上端缘33a和该区段的下端缘33b，而截头侧面35包括截头侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基片上汽相沉积材料的方法，它包括以下步骤： （ａ）提供基片，其中基片包括基片的上端缘和基片的下端缘； （ｂ）将基片定位在衬托器的一斜面区段上，该衬托器包括一个底侧面和一个截头的侧面，截头侧面的位置与底侧面成某一角度，衬托器安置在反应器内，该反应器包括一入口用于将反应剂气体流引入反应器中，其中斜面区段的斜面朝向反应剂气体流，该斜面区段包括一斜面区段的上端缘和一斜面区段的下端缘，该斜面区段的下端缘相对于反应剂气体流位于斜面区段上端缘的上游，该截头侧面包括一截头侧面的上端缘和截头侧面的下端缘，该截头侧面的上端缘相对于反应剂气体流是处于截头侧面下端缘的上游，其中斜面区段的下端缘和截头侧面的上端缘相重合而限定了鼻端部； （ｃ）在反应器内安置衬托器；以及 （ｄ）向反应器中引入反应器气体流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格伦S所罗门，戴维J米勒，泰特苏佐于达，
申请(专利权)人：CBL技术公司，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：US[美国]