本发明专利技术的实施例提供了用于利用来自等离子体的自由基进行金属HVPE或MOCVD的方法和装置。本发明专利技术的一个实施例提供了具有配气总成的处理室，所述配气总成被配置成生成等离子体，并且在将处理体积与等离子体的电场隔离的同时、将一种或多种自由基种供给到处理体积。在一个实施例中，配气总成具有多个通路，该多个通路由连接到锥体的钻孔限定，其中钻孔的纵横比被调整为允许等离子体中的自由基的通过并且保持等离子体的电场。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及用于处理基板的装置和方法。特别地，本专利技术的实施例提供了用于利用来自等离子体的自由基来进行热激活化学气相沉积过程的装置和方法。本专利技术的实施例还提供了用于下游清洗过程的装置和方法。
技术介绍
III族金属氮化物半导体被发现在诸如短波长发光二极管(LED)、机构二极管 (LD)以及包括高功率、高频率、高温晶体管和集成电路的电子器件等多种半导体器件的发展和制造中越来越重要。发光二极管(LED)和激光二极管(LD)通过在基板上沉积III 族氮化物来制作。III族氮化物可以通过氢化物气相外延(HVPE)、金属有机学气相沉积 (MOCVD)、化学气相沉积(CVD)和/或物理气相沉积(PVD)，沉积在诸如蓝宝石衬底等含氧化铝的衬底上。传统上，当通过HVPE或MOCVD形成III族金属氮化物薄膜时，从经加热的氨(NH3) 提供氮源。氨分解并且产生氮所需要的温度很高，并且在某种程度上制约反应动力学以及源气体的物理和化学性质。此外，氨中的少量不期望的氢也可能形成在金属氮化物薄膜中。 与诸如氮气等其他氮源相比，氨还相当昂贵。本专利技术的实施例提供了在通过HVPE或MOCVD过程形成III族金属氮化物时使用氮气作为氮源的解决方案，从而降低在制造LED、LD等其他设备时业主的成本。
技术实现思路
本专利技术一般地提供了用于形成LED/LD结构的装置和方法。特别地，本专利技术的实施例涉及用于使用来自等离子体的自由基来进行热激活化学气相沉积、例如使用来自等离子体的氮自由基来形成用于诸如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)等器件的III族金属氮化物层的装置和方法。本专利技术的实施例还可以应用于下游清洗过程。本专利技术的一个实施例提供了用于处理一个或多个衬底的室，其包括室主体，其限定处理体积；基座，其布置在处理体积中并且被配置成支撑一个或多个衬底；配气总成，其布置在基座上方，其中配气总成被配置成生成等离子体，并且在将处理体积与等离子体的电场隔离的同时、将来自等离子体的一种或多种自由基种供给到处理体积；RF(射频)电源，其耦合到配气总成；第一反应物气源，其耦合到配气总成；以及第二反应物气源，其与处理体积流体地连通。本专利技术的另一个实施例提供了一种用于将反应物气体的自由基供给到处理区域的配气总成，所述配气总成包括第一电极，其具有连接第一电极的第一侧与第一电极的第二侧的多个第一通路，其中第一电极的第一侧被配置成面向处理区域，并且各个第一通路具有在第一侧上的较窄开口和在第二侧上的较宽开口 ；第二电极，其基本平行于第一电极， 其中第一电极的第二侧面向第二电极，并且等离子体生成体积限定在第一电极和第二电极之间；以及绝缘体，其在第一电极和第二电极的周围附近、布置在第一电极和第二电极之间，并且提供第一电极与第二电极之间的电绝缘。本专利技术的又一个实施例提供了一种用于处理一个或多个衬底的方法，所述方法包括以下步骤将一个或多个衬底放置于布置在处理室的处理体积中的基座上，其中处理室包括布置在基座上方的配气总成，并且配气总成具有等离子体生成体积；使第一反应气体流入到配气总成的等离子体生成体积；在等离子体生成体积内点燃等离子体以生成第一反应气体的自由基；将第一反应气体的自由基引入到处理体积中；使第二反应气体流入到所述处理体积；以及在所述一个或多个衬底上形成膜，其中膜是第一反应气体与第二反应气体的反应产物。附图说明通过参考实施例，可以详细地理解本专利技术的上述特征，并且可以更详细地描述上面简要概况的本专利技术，其中在附图中图示了一些实施例。然而，应该注意附图仅图示了本专利技术的典型实施例并且因此不视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可以容许其他同等效力的实施例。图1是根据本专利技术的一个实施例的处理室的示意性视图。图2是根据本专利技术的一个实施例的MOCVD室的示意性截面侧视图。图3A是根据本专利技术的一个实施例的配气总成的阴极的局部截面侧视图。图;3B是图3A的阴极的俯视图。图3C是示出了冷却通道的图3A的阴极的底视图。图3D是示出了用于第二气源的通道的图3A的阴极的另一个俯视图。图4是根据本专利技术的一个实施例的HVPE室的截面图。图5是图4的HVPE室中的配气总成的阴极的局部截面图。具体实施例方式本专利技术的实施例涉及使用来自等离子体的自由基来进行热激活化学气相沉积工艺。本专利技术的实施例涉及诸如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)等器件的制造。更特别地，本专利技术的实施例涉及用于使用来自等离子体的氮自由基、通过HVPE或MOCVD来形成 III族金属氮化物薄膜的装置和方法。本专利技术的实施例还涉及使用来自氧等离子体的氧自由基来形成氧化物薄膜。本专利技术的实施例还可以用于生成纯化合物的等离子体以提供用于化学气相沉积的自由基，例如生成AsH3等离子体以提供用于与三甲基镓(TMG)混合的As 自由基。本专利技术的一个实施例设置了具有配气总成的处理室，该配气总成配置为生成等离子体并且在使处理体积与等离子体的电场隔离的同时向处理体积提供一个或多个自由基种。通过使来自等离子体的自由基急冷，本专利技术的实施例能够使得传统的热激活气相沉积以较低的温度执行。在一个实施例中，配气总成具有由连接到锥体的钻孔限定的多个通路， 其中钻孔的截面纵横比被调节成允许等离子体中的自由基的通过并且保持等离子体的电场。图1是根据本专利技术的一个实施例的处理室1。处理室1被配置成利用从等离子体生成的初级粒子通过气相沉积方法形成金属氮化物薄膜。处理室1包括室主体10、基座12和布置在室主体10中的配气总成20。基座12被配置成支撑一个或多个衬底14以将一个或多个衬底14暴露给处理体积中的前体以被处理。在一个实施例中，基座12包括加热器16，加热器16配置成将一个或多个衬底14加热到进行处理所需要的温度。配气总成20包括第一电极22、第二电极沈和布置在第一电极22与第二电极沈之间的绝缘体对。第一电极22、绝缘体M和第二电极沈限定内部体积28。在一个实施例中，第一电极22耦合到RF (射频)地线，第二电极沈耦合到RF电源40，并且绝缘体M将第一电极22与第二电极沈电绝缘。第一气源34连接到内部体积观以向内部体积观提供一种或多种反应气体。当对第二电极26施加RF功率时，可以在内部体积观中生成电容性等离子体。第一电极22布置在第二电极沈与基座12之间、在等离子体生成期间使基座12 和一个或多个衬底14与第二电极沈的RF场隔离。第一电极22具有形成在其中的多个第一通路30。每个通路30将内部体积观连接到处理体积18。在一个实施例中，多个第一通路30均勻地分布在与基座12的表面区域对应的第一电极22的表面区域上。处理室1还包括真空泵38，其配置成抽空处理体积18并且在处理体积18中得到期望的压力水平。在处理期间，真空泵38在处理体积18中提供相对于配气总成20的内部体积28的负压，从而允许内部体积28中的自由基种流动到处理体积18。在一个实施例中，配气总成20配置成在内部体积观和第一通路30内生成等离子体42以使得源气体分解，并且使处理体积18与等离子体的RF场隔离的同时，将等离子体中的自由基供给到处理体积18。在一个实施例中，屏蔽等离子体的电场可以通过在连接内部体积28与处理体积18的每个通路30中设置一个或多个挡板特征来实现。在一个实施例中，通路30通过具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·喀什，石川徹夜，奥尔加·克拉里奥克，布莱恩·布尔洛斯，亚历山大·泰姆，特泽·蓬，安中·常，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。