[发明专利]用于卤化物气相外延系统和方法的直接液体注射

权利要求书

1.一种在基材上沉积复合半导体材料的方法，其包括：

计量和控制前体液体从前体液体源进入蒸发器的流速，所述前体液体包含液体状态的GaCl₃、InCl₃和AlCl₃的至少一种；

在所述蒸发器内蒸发所述前体液体以形成第一前体蒸汽；

使所述第一前体蒸汽从所述蒸发器流出至反应室内接近工件基材的表面的区域；

使第二前体蒸汽单独地流入所述反应室；以及

将复合半导体材料沉积在所述反应室内的所述工件基材的所述表面上，所述复合半导体材料包含来自所述第一前体蒸汽的至少一种元素和来自所述第二前体蒸汽的至少一种元素。

2.根据权利要求1所述的方法，其中计量和控制所述前体液体进入所述蒸发器的流速包括通过第一设备计量所述流速，以及通过与所述第一设备分开的第二设备控制所述流速。

3.根据权利要求1所述的方法，其中计量和控制所述前体液体进入所述蒸发器的流速包括通过单一整体设备计量和控制所述流速。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述液体源和所述蒸发器之间将所述前体液体的温度维持在约83℃至约150℃的范围内。

5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括将所述前体液体从所述液体源流至所述蒸发器而不降低所述前体液体的温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括配制所述前体液体以包含GaCl₃。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括配制所述第二前体蒸汽以包含氮。

8.根据权利要求7所述的方法，其中配制所述第二前体蒸汽以包含氮包括配制所述第二前体蒸汽以包含氨。

9.根据权利要求1所述的方法，其中沉积所述复合半导体材料包括沉积氮化镓、氮化铟和氮化铝的至少一种。

10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述蒸发器内将所述前体液体从约150℃或以下的温度加热至至少约400℃的温度以形成所述第一前体蒸汽。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括在所述蒸发器内将所述第一前体蒸汽加热至至少约850℃的温度。

12.一种卤化物气相外延系统，其包括：

反应室，所述反应室包括在所述反应室内的至少一个基材支撑结构；

前体液体源，所述前体液体源包含液体状态的GaCl₃、InCl₃和AlCl₃的至少一种；

蒸发器，所述蒸发器被构造成蒸发所述前体液体以形成待输送至所述反应室内接近所述基材支撑结构的位置的前体蒸汽；

至少一个导管，所述至少一个导管在所述前体液体源和所述蒸发器之间提供流体路径；

被构造成计量所述前体液体通过所述至少一个导管的流速的设备；以及

被构造成控制所述至少一种前体液体通过所述至少一个导管的流速的设备。

13.根据权利要求12所述的卤化物气相外延系统，其中所述被构造成计量所述前体液体通过所述至少一个导管的流速的设备和所述被构造成控制所述至少一种前体液体通过所述至少一个导管的流速的设备相互分开。

14.根据权利要求12所述的卤化物气相外延系统，其进一步包括至少一个加热元件，所述至少一个加热元件被构造成将所述前体液体源的温度维持在约83℃至约150℃的范围内。

15.根据权利要求12所述的卤化物气相外延系统，其中所述蒸发器设置在所述反应室的外侧。

16.根据权利要求12所述的卤化物气相外延系统，其中所述蒸发器至少部分地设置在所述反应室内。

17.根据权利要求12所述的卤化物气相外延系统，其中所述蒸发器包括至少一个加热元件，所述至少一个加热元件被构造成将所述前体液体从约83℃至约150℃范围内的第一温度加热至至少约400℃的第二温度。

18.根据权利要求12所述的卤化物气相外延系统，其中所述蒸发器包括雾化器，所述雾化器被构造成将所述前体液体分散成滴。