[发明专利]MOCVD处理装置以及用于MOCVD的气体供应装置

说明书

本发明提供一种MOCVD处理装置以及用于MOCVD的气体供应装置，用以改善气体浪费和颗粒污染。其中的气体供应装置包括气体喷淋头(14)，气体喷淋头内设置有：第一气体扩散区(15)、第二气体扩散区(17)，第一气体扩散区包括相互气体隔离的两个扩散室(A1与A2)，第二气体扩散区包括相互气体隔离的两个扩散室(B1与B2)；多个气体通道，分别与第一气体扩散区的两个扩散室、第二气体扩散区的两个扩散室相连通，用于将各扩散室内的气体导入反应腔内；所述第一气体扩散区的两个扩散室中的至少一个以及第二气体扩散区的两个扩散室中的至少一个所容纳的气体种类能够在第一气体与第二气体之间切换。

技术领域

本发明涉及MOCVD(金属有机化学气相沉积)处理装置，还涉及可应用于上述装置的气体供应装置。

背景技术

作为III-V族薄膜中的一种，氮化镓(GaN)是一种广泛应用于制造蓝光、紫光和白光二极管、紫外线检测器和高功率微波晶体管的材料。由于GaN在制造适用于大量用途的低能耗装置(如，LED)中具有实际和潜在的用途，GaN薄膜的生长受到极大的关注。

包括GaN薄膜在内的III-V族薄膜能以多种不同的方式生长，包括分子束外延(MBE)法、氢化物蒸气阶段外延(HVPE)法、金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法等。目前，MOCVD法是用于为生产LED得到足够质量的薄膜的优选的沉积方法。

MOCVD是金属有机化合物化学气相沉积(Metal-organic Chemical VaporDeposition)的英文缩写。MOCVD工艺通常在一个具有温度控制的环境下的反应室或反应室内进行。通常，由包含第III-V族元素(例如镓(Ga))的第一前体气体和一含氮的第二前体气体(例如氨(NH3))被通入反应室内反应以在基片上形成GaN薄膜。一载流气体(carriergas)也可以被用于协助运输前体气体至基片上方。这些前体气体在被加热的基片表面混合反应，进而形成第III-V族氮化物薄膜(例如GaN薄膜)而沉积在基片表面。

但是，现有的MOCVD工艺及装置仍有改善空间，特别是在气体供应方面。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于MOCVD的气体供应装置，包括：

第一气体源与第二气体源，分别用于供应第一气体与第二气体，第一、二气体在反应腔(10)内参与反应并在基片表面生成膜层；

气体管路，与第一、二气体源相连，用于传输第一、二气体；

气体喷淋头(14)，与气体管路相连，用于将第一、二气体送入反应腔内，所述气体喷淋头内设置有：

第一气体扩散区(15)、第二气体扩散区(17)，所述第一气体扩散区位于所述第二气体扩散区的上方，所述第一气体扩散区至少包括相互气体隔离的两个扩散室(A1与A2)，所述第二气体扩散区至少包括相互气体隔离的两个扩散室(B1与B2)；

多个气体通道，分别与所述第一气体扩散区的两个扩散室、第二气体扩散区的两个扩散室相连通，用于将各扩散室内的气体导入反应腔内；

所述第一气体扩散区的两个扩散室中的至少一个以及第二气体扩散区的两个扩散室中的至少一个所容纳的气体种类能够在第一气体与第二气体之间切换。

可选的，所述气体管路包括一阀组(30)，通过所述阀组内阀的开关切换可实现某一个或某一些扩散室通入的气体在第一气体与第二气体之间转换。

可选的，用于连接第一气体源的气体管路包括两路，一路(211)直接连接于第一气体扩散区的一个扩散室(A2)，另一路(212、31)通过所述阀组(30)连接于第一气体扩散区的另一个扩散室(A1)；