[发明专利]化学汽相沉积设备

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及用于在基板上进行化学汽相沉积(CVD)的方法及设备，且特别是涉及在化学汽相沉积中使用的工艺腔室。

背景技术

III-V族薄膜在多种半导体器件的发展及制造中被发现更具有重要性，半导体器件例如为短波长发光二极管(LEDs)、激光二极管(LDs)以及包括高功率、高频率、高温度晶体管及集成电路的电子器件。举例来说，短波长(如：蓝/绿至紫外光)LED是使用III族氮化物半导体材料氮化镓(GaN)所制成的。相较于使用包括II-VI族元素的非氮化物半导体材料所制造的短波长LED，观察到使用GaN所制造的短波长LED可以提供明显较佳的效率及较长的使用寿命。

金属有机化学汽相沉积(MOCVD)为一种已用于沉积III族氮化物(例如GaN)的方法。此种化学汽相沉积方法一般在具有温控环境的反应器中进行，以确保第一前驱物气体的稳定性，而该第一前驱物气体包括III族的至少一种元素，例如镓(Ga)。第二前驱物气体例如为氨(NH₃)，其提供形成III族氮化物所需的氮。两种前驱物气体注入反应器中的工艺区域，而这些前驱物气体在该工艺区域中混合并移动朝向工艺区域中的加热基板。载气用于协助前驱物气体朝向基板传送。前驱物在加热基板表面反应，以在基板表面上形成III族氮化物层(例如GaN)。薄膜的质量部分取决于沉积的均一性，而此沉积均一性又取决于前驱物跨越基板的均一的流动及混合。

随着对LED、LD、晶体管及集成电路的需求增加，沉积高质量的III族氮化物薄膜的效率显得格外重要。因此，需要一种改良式的沉积设备及工艺，其能够在较大型基板以及较大沉积区域上提供均一的前驱物混合及一致的薄膜质量。

发明内容

本发明一般涉及用于在基板上进行化学汽相沉积(CVD)的方法及设备，更特定的是，涉及用于化学汽相沉积的工艺腔室及部件。

在一实施例中，提供一种用于在基板上进行金属有机化学汽相沉积的设备。该处理设备包括：腔室主体，界定工艺容积；喷洒头，位于第一平面，并界定该工艺容积的顶端部分；基板承载板，在第二平面而延伸跨越该工艺容积，并在该喷洒头与该基座板之间形成上方工艺容积；透明材料，位于第三平面，并界定该工艺容积的底端部分，而在该基板承载板与该透明材料之间形成下方工艺容积；以及复数个灯，在该透明材料下方形成一或多个区域，且该些灯将辐射热导引朝向该基板承载板以产生一或多个辐射加热区域。

在另一实施例中，提供一种用于金属有机化学汽相沉积的基板处理设备。该处理设备包括：腔室主体，界定工艺容积；喷洒头，位于第一平面，并界定该工艺容积的顶端部分；基板承载板，在第二平面(位于该工艺容积中的第一平面下方)而延伸跨越该工艺容积；以及光屏蔽，包括一呈角度部分，该部分围绕基板承载板的周围，其中光屏蔽将辐射热导引朝向该基板承载板。

附图说明

为让本发明的上述特征更明显易懂，可配合参考实施例说明，其部分绘示如附图式。须注意的是，虽然所附图式揭露本发明特定实施例，但其并非用以限定本发明的精神与范围，任何本领域技术人员，当可作各种的更动与润饰而得等效实施例。

图1，绘示根据本发明的实施例的沉积腔室的剖面视图。

图2，绘示图1的沉积腔室的部分剖面视图。

图3，绘示根据本发明的一实施例的承载板的立体视图。

图4A，绘示根据本发明的一实施例的基座板的上表面的立体视图。

图4B，绘示根据本发明的一实施例的基座板的下表面的立体视图。

图5A，绘示根据本发明的一实施例的基座支撑轴杆的立体视图。

图5B，绘示根据本发明的另一实施例的基座支撑轴杆的立体视图。

图5C，绘示根据本发明的另一实施例的基座支撑轴杆的立体视图。

图6，绘示根据本发明的一实施例的承载升举轴杆的立体视图。

图7，绘示根据本发明的一实施例的排气工艺套组的概要视图。

图8A，绘示根据本发明的一实施例的上方衬垫的立体视图。

图8B，绘示根据本发明的一实施例的下方衬垫的立体视图。

具体实施方式