[发明专利]HVPE喷头设计

权利要求书

1.一种在一个或多个衬底上形成金属氮化物层的方法，包括：

使金属源暴露于包含氯(Cl₂)的第一处理气体以形成金属卤化物气体，其中该金属源包含选自由镓、铝和铟构成的组群中的元素；以及

使一个或多个衬底暴露于氮前驱物气体和该金属卤化物气体以在所述一个或多个衬底的表面上形成金属氮化物层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属源包括镓。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在使所述金属源暴露于该第一处理气体之前，所述镓被加热到约350℃至900℃之间的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述使一个或多个衬底暴露于氮前驱物气体和该金属卤化物气体还包括加热所述一个或多个衬底到约900℃至约1200℃之间的温度，并且使其中设置一个或多个衬底的处理部建立约100Torr至约760Torr之间的压力。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

使另一金属源暴露于包含氯(Cl₂)的第二处理气体以形成另一金属卤化物气体，其中该另一金属源包含选自由镓、铝和铟构成的组群中的元素，并且该金属源和该另一金属源分别包括的元素不同；以及

所述使一个或多个衬底暴露于氮前驱物气体和该金属卤化物气体进一步包括使一个或多个衬底暴露于氮前驱物气体、该金属卤化物气体和该另一金属卤化物气体以在所述一个或多个衬底的表面上形成该金属氮化物层。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮前驱物气体包括氨。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在形成该金属氮化物层之前，在预处理工艺期间使所述一个或多个衬底暴露于包含氯(Cl₂)的预处理气体。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该预处理气体还包括氯化镓或氨。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在形成该金属氮化物层之前，在预处理工艺期间使所述一个或多个衬底暴露于包含氨的预处理气体。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个衬底包括选自由蓝宝石、硅和氮化铝构成的组群中的材料。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个衬底包括两个或更多个衬底，并且使所述两个或更多个衬底暴露于该金属卤化物气体和该氮前驱物气体以形成金属氮化物层进一步包括以约2rpm至约100rpm旋转所述两个或更多个衬底。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使一个或多个衬底暴露进一步包括：

使用前驱物气体分布结构将所述金属卤化物气体传输至所述一个或多个衬底的表面；以及

使用氮前驱物气体分布结构将所述氮前驱物气体传输至所述一个或多个衬底的表面。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述氮前驱物气体分布结构设置成与所述一个或多个衬底的表面保持一定距离并配置成引导所述氮前驱物气体朝向所述一个或多个衬底，并且所述前驱物气体分布结构设置在所述氮前驱物气体分布结构与所述一个或多个衬底的表面之间。

14.一种在一个或多个衬底上形成含金属氮化物层的方法，包括：

使铝源暴露于包含氯(Cl₂)的第一处理气体以形成金属前驱物气体；

使设置在处理腔中的处理部内的一个或多个衬底暴露于一部分形成的所述金属前驱物气体和氮前驱物气体以在所述一个或多个衬底上形成含氮化铝层；

使液态镓源暴露于包含氯(Cl₂)的第二处理气体以形成镓前驱物气体；以及

使所述一个或多个衬底暴露于一部分形成的所述镓前驱物气体和氮前驱物气体以在所述一个或多个衬底上形成含氮化镓层。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述含氮化铝层和所述含氮化镓层在相同的处理腔内形成。