CN102414846A - 用于led制造的改良多腔室分离处理 - Google Patents

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Abstract

本文所述实施例大致关于藉由金属-有机化学气相沉积(MOCVD)处理与/或氢化物气相磊晶(HVPE)处理形成III-V族材料的方法。一实施例中，在第一腔室中于基板上执行III1族-N层的沉积，在第二腔室中于基板执行III2族-N层的沉积，并在与沉积III2族-N层的腔室不同的腔室中于基板上执行III3族-N层的沉积。在III2族-N层沉积与III3族-N层沉积之间，于基板上执行一或多个表面处理以降低界面处的非辐射复合并改善生成结构的整体电致发光。

Description

用于LED制造的改良多腔室分离处理
【发明所属的技术领域】
本发明实施例大致关于元件(诸如，发光二极体(LEDs)、激光二极体(LDs))的制造，更明确地，是关于藉由金属-有机化学气相沉积(MOCVD)与氢化物气相磊晶(HVPE)沉积处理形成III-V族材料的处理。
【相关技术的说明】
发现III-V族薄膜在诸如短波LEDs、LDs、与电子元件(包括高功率、高频率与高温电晶体与积体电路)的多种半导体元件发展与制造中越来越重要。举例而言，利用III族-氮化物半导体材料氮化镓(GaN)制造短波长(例如，蓝/绿至紫外光)LEDs。已经发现利用GaN制造的短波长LEDs比起利用非-氮化物半导体材料(包括II-VI族元素)制造的短波长LEDs而言，可提供显著较高的效率与较长的运作时间。
一种已经用来沉积III族-氮化物(例如，GaN)的方法是金属有机化学气相沉积(MOCVD)。此化学气相沉积方法通常执行于温度受控环境的反应器中，以确保包含至少一III族元素(例如，镓(Ga))的第一前驱物气体的稳定性。第二前驱物气体(例如，氨(NH3))提供形成III族-氮化物所需的氮。将两个前驱物气体注入反应器中的处理区域，其在处理区域中混合并移向处理区域中的加热基板。载气可用来助于传送前驱物气体朝向基板。前驱物在加热的基板表面处反应以在基板表面上形成III族-氮化物层。薄膜的品质部分取决于沉积均匀性，而沉积均匀性取决于前驱物横跨基板的均匀流动与混合。
此外，多腔室处理在形成LD与LED制造所需的薄膜堆迭中具有某些优点。然而，腔室间传送过程中经历的生成中断会导致电致发光的减少。因此，需要用于LD与LED制造的改良多腔室处理。
【发明内容】
一实施例中，化合氮化物半导体结构的制造方法包括下列步骤：将第一III族前驱物与第一含氮前驱物流入第一处理腔室以在配置于一或多个基板上之现有层上沉积第一层；在不暴露一或多个基板于大气的情况下传送一或多个基板进入第二基板处理腔室；在一或多个基板上执行表面处理以移除第一层的部分；并将第二III族前驱物与第二含氮前驱物流入第二处理腔室以在第一层上沉积第二层。
另一实施例中，化合氮化物半导体结构的制造方法包括下列步骤：将第一III族前驱物与第一含氮前驱物流入第一处理腔室以在配置于一或多个基板上的现有层上沉积第一层；在一或多个基板上执行表面处理以至少部分地钝化第一层；在不暴露一或多个基板于大气的情况下传送一或多个基板进入第二基板处理腔室；并将第二III族前驱物与第二含氮前驱物流入第二处理腔室以在第一层上沉积第二层。
又另一实施例中，化合氮化物半导体结构的制造方法包括下列步骤：将第一III族前驱物与第一含氮前驱物流入第一处理腔室以在配置于一或多个基板上的现有层上沉积第一层；将p-型掺质流过第一层以轻微地掺杂第一层的表面；在不暴露一或多个基板于大气的情况下传送一或多个基板进入第二基板处理腔室；并将第二III族前驱物与第二含氮前驱物流入第二处理腔室以在第一层上沉积第二层。
【图式简单说明】
为了更详细地了解本发明的上述特征，可参照实施例(某些描绘于附图中)来理解本发明简短概述于上的特定描述。然而，需注意附图仅描绘本发明的典型实施例而因此不被视为其的范围的限制因素，因为本发明可允许其他等效实施例。
图1A是GaN-系(GaN-based)LED的结构的示意图。
图1B是GaN系(GaN based)LD结构的示意图。
图2A是描述根据本文所述实施例制造化合氮化物半导体元件的处理系统的一实施例的示意俯视图。
图2B是描述根据本文所述实施例制造化合氮化物半导体元件的处理系统的另一实施例的示意俯视图。
图3是根据本文所述实施例制造化合氮化物半导体元件的金属-有机化学气相沉积(MOCVD)腔室的示意横剖面图。
图4是根据本文所述实施例制造化合氮化物半导体元件的氢化物气相磊晶(HVPE)设备的示意横剖面图。
图5是根据本文所述实施例用于多腔室化合氮化物半导体形成的处理的流程图。
图6是根据本文所述实施例用于多腔室化合氮化物半导体形成的另一处理的流程图。
【实施方式】
本文所述实施例大致关于藉由金属-有机化学气相沉积(MOCVD)处理与/或氢化物气相磊晶(HVPE)处理形成III-V族材料。一实施例中，在第一腔室中于基板上执行III1族-N层的沉积，在第二腔室中于基板执行III2族-N层的沉积，并在与沉积III2族-N层的腔室不同的腔室中于基板上执行III3族-N层的沉积。在III2族-N层沉积与III3族-N层沉积之间，于基板上执行一或多个表面处理以降低界面处的非辐射复合并改善生成结构的整体电致发光。一实施例中，在第一处理腔室中沉积高温GaN层，在不同处理腔室中沉积InGaN多重量子井(MQW)，并在与沉积InGaN多重量子井(MQW)层的处理腔室不同的处理腔室中执行p-GaN生成处理。在沉积InGaN MQW层后且生成p-GaN层之前，于InGaN MQW层上执行表面处理。示范式表面处理可包括在传送至p-GaN的不同腔室之前一或多个针对InGaN MQW层的钝化处理；在传送至p-GaN生成的不同腔室后InGaN MQW层与/或钝化层上的表面移除处理；及在传送至p-GaN生成的不同腔室之前，InGaN MQW层中的最后阻障的轻微掺杂与最后阻障的顶部上p-AlGaN层的生成。
目前，金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术是生成III族-氮化物系(GroupIII nitride based)LED制造最广泛应用的技术。一典型氮化物系结构为图1A所述的GaN-系LED结构100。其制造于基板104上。示范性基板包括蓝宝石与硅基板。在形成于基板上的GaN或氮化铝(AlN)缓冲层108上，沉积u-GaN层与随后的n-型GaN层112。由多重量子井(MQW)层116具现元件的主动区，图示中显示为InGaN/GaN MQW层。一实施例中，InGaN MQW层116包括由GaN阻障层结合的InGaN与GaN的堆迭组。以覆盖p-型AlGaN层120形成p-n接合区，而p-型GaN层124作为接触层。
上述LED典型制造处理可在处理腔室中基板104清洁之后应用金属有机化学气相沉积(「MOCVD」)处理。藉由提供适当前驱物流至处理腔室并利用热处理来达成沉积以完成MOCVD沉积。举例而言，可利用Ga与含氮前驱物(或许具有N2、H2与NH3类载气的流动)来沉积GaN层。可利用Ga、N与In前驱物(或许具有载气的流动)来沉积InGaN层。InGaN MQW层116可包括10或更多由GaN阻障层结合的InGaN与GaN的堆迭组。可利用Ga、N与Al前驱物(亦或许具有载气的流动)来沉积AlGaN层。GaN缓冲层108的厚度在约
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与约
Figure BPA00001449483300042
之间，且已经于约550℃温度下沉积。随后的u-GaN与n-GaN层112沉积通常执行于较高温度下，例如1050℃附近。u-GaN与n-GaN层112是相当厚的，约4μm等级的沉积厚度需要约140分钟进行沉积。一实例中，u-GaN与n-GaN层112是10μm或更大以改善结晶品质、降低贯穿式差排密度、并降低随后InGaN MQW层116中的应变能。InGaN MQW层116的厚度在约
Figure BPA00001449483300043
与约
Figure BPA00001449483300044
之间，其可在约750℃温度下沉积约40分钟周期而形成。p-AlGaN层120的厚度在约
Figure BPA00001449483300045
与约
Figure BPA00001449483300046
之间，其可在约950℃至约1020℃的温度下沉积约五分钟而形成。完成结构的p-型GaN层或接触层124的厚度可在约0.1μm与约0.5μm之间，且可在约1020℃的温度下沉积约25分钟而形成。此外，可对薄膜添加掺杂质(诸如，硅(Si)或镁(Mg))。可藉由在沉积处理过程中添加少量的掺杂气体来掺杂薄膜。举例而言，对硅(或n-型)掺杂而言，可应用硅烷(SiH4)或乙硅烷(Si2H6)气体，而对镁(或p-型)掺杂而言，掺杂气体可包括双(环戊二烯基)镁(Cp2Mg或(C5H5)2Mg)。
图1B是形成于含氧化铝基板105(诸如，蓝宝石或硅基板)上的GaN系LD结构150的示意图。在热清洁步骤与预处理制程后将LD结构150形成于基板105上。可藉由在加热基板105时将基板105暴露于清洁气体混合物(包括氨与载气)来执行热清洁步骤。预处理制程包括在将基板加热至高温范围时将基板暴露于预处理气体混合物。一实施例中，预处理气体混合物是蚀刻剂，例如卤素气体。
LD结构150是形成于基板105上的堆迭结构。LD结构150起始于n-型GaN接触层152。LD结构150更包括n-型披覆层154。披覆层154可包括AlGaN。未掺杂导引层156形成于披覆层154上。导引层156可包括InGaN。具有多重量子井(MQW)结构的主动层158形成于导引层156上。一实例中，主动层158包括10或更多由GaN阻障层结合的InGaN与GaN组。未掺杂导引层160形成于主动层158上。p-型电子阻挡层162形成于未掺杂导引层160上。p-型接触GaN层164形成于p-型电子阻挡层162上。
某些处理中，上述步骤执行于单一MOCVD腔室中，即，在不同层生成过程中不具有生成中断。然而，高温下的GaN生成通常造成MOCVD腔室中严重的Ga金属与GaN寄生沉积，在腔室部件上特别严重，腔室部件包括MOCVD腔室的喷头与气体分配组件。此外，单一腔室处理中，MQW层的In与p-型掺质(例如，Mg)之间有可能交互污染。具有群集-型或线上工具的某些实施例中，可在处理之间不破坏真空环境的情况下于不同腔室中执行LEDs或LDs的完整生成。相对于单一腔室处理，多-腔室处理存有多种优点。举例而言，可降低交互-污染的可能性，且InGaN MQW层不受高温GaN生成过程中发生的严厉喷头涂覆的影响。然而，相对于单一腔室生成的原位LED而言，在MQW层沉积之前与之后具有生成中断，分离式LED的整体电致发光可降低20-80％或更多。此降低可归因于表面复合现象，更明确地，MQW与p-AlGaN层间界面发生的非辐射复合。在MQW与p-AlGaN层间的生成中断过程中，可因为悬浮键重整且与邻近原子形成键结而发生表面重建。这可能导致局部地形成表面能量不同于整体原子状态的新原子结构。上述表面复合可因为界面处的非辐射复合而导致表面热量增加，造成显著降低的发冷光效率。
图2A是根据本文所述实施例描绘处理系统200的一实施例的示意俯视图，其包括多个MOCVD腔室202a、202b与202c以制造化合氮化物半导体元件。将处理系统200中环境的压力维持在真空环境或低于大气压力下。乐见以惰性气体(例如，氮)回填处理系统200。虽然仅显示三个MOCVD腔室202a、202b与202c，但应理解任何数目MOCVD腔室、或者一或多个MOCVD腔室与一或多个HVPE腔室的任何组合亦可耦接至传送室206。
各个MOCVD腔室202a、202b与202c包括形成处理区的腔室主体212a、212b、212c，将基板置于其中以经历处理；化学输送模组216a、216b、216c，自其输送气体前驱物至腔室主体212a、212b、212c；及用于各个MOCVD腔室202a、202b与202c的电子模组220a、220b、220c，其包括处理系统200的各个MOCVD腔室的电子系统。各个MOCVD腔室202a、202b与202c适以执行CVD处理，其中金属有机元素与金属氢化物元素反应以形成薄的化合氮化物半导体材料层。
处理系统200包括容纳基板搬运器(未显示)的传送室206；与传送室206耦接的第一MOCVD腔室202a、与第二MOCVD腔室202b与第三MOCVD腔室202c；与传送室206耦接的负载锁定腔室208；与传送室206耦接且用以储存基板的批次负载锁定腔室209；及与负载锁定腔室208耦接且用以负载基板的负载台210。传送室206包括的机器人组件207用来拾起并传送基板于负载锁定腔室208、批次负载锁定腔室209、与MOCVD腔室202之间。
传送室206可在处理过程中保持在真空与/或低于大气压力的压力下。传送室206的真空水平可经调节以符合MOCVD腔室202a的真空水平。举例而言，当自传送室206传送基板进入MOCVD腔室202a(或反过来)时，可将传送室206与MOCVD腔室202a维持在相同真空水平下。接着，当自传送室206传送基板至负载锁定腔室208或批次负载锁定腔室209(或反过来)时，即便负载锁定腔室208或批次负载锁定腔室209与MOCVD腔室202a的真空水平可能不同，传送室真空水平可匹配负载锁定腔室208或批次负载锁定腔室209的真空水平。因此，可调节传送室的真空水平。乐见以惰性气体(例如，氮)回填传送室206。举例而言，在高于90％N2的环境中传送基板。另一实例中，在高纯度NH3环境(例如，高于90％NH3的环境)中传送基板。又一实例中，在高纯度H2环境(例如，高于90％H2的环境)中传送基板。
处理系统200中，机器人组件在真空下将装载有基板的携带板传送进入第一MOCVD腔室202a以进行第一沉积处理。机器人组件在真空下将携带板传送进入第MOCVD腔室202b以进行第二沉积处理。机器人组件在真空下将携带板传送进入第一MOCVD腔室202a或第三MOCVD腔室202c任一者以进行第三沉积处理。在已经完成所有或某些沉积步骤之后，将携带板自MOCVD腔室202a-c传送回负载锁定腔室208。一实施例中，接着朝向负载台210释放携带板。另一实施例中，在MOCVD腔室202a-c中进ㄧ步处理前，可将携带板储存于负载锁定腔室208或批次负载锁定腔室209任一者中。一示范系统描述于2008年1月31日申请的美国专利申请案12/023,572，名称为「PROCESSINGSYSTEM FOR FABRICATING COMPOUND NITRIDE SEMICONDUCTORDEVICES」，其全文以参考资料倂入本文中。
系统控制器260控制处理系统200的行动与操作参数。系统控制器260包括电脑处理器与耦接至处理器的电脑可读存储器。处理器执行系统控制软件，例如储存于存储器中的电脑程序。处理系统与应用方法的方面进一步描述于2006年4月14日申请的美国专利申请案11/404,516，现公开为US2007-024,516，名称为「EPITAXIAL Growth of COMPOUND NITRIDEStructures」，其全文以参考资料倂入本文中。
图2B是根据本文所述实施例描绘制造化合氮化物半导体元件的处理系统230的另一实施例的示意俯视图。相似于图2A所示的处理系统200，处理系统230包括第二MOCVD腔室202b与第三MOCVD腔室202c，然而，与图2A所示的处理系统200不同的是，处理系统230以HVPE腔室204取代第一MOCVD腔室202a。HVPE腔室204是适以执行HVPE处理，其中气态金属卤化物用于在加热的基板上磊晶生成厚的化合氮化物半导体材料层。HVPE腔室204包括腔室主体214，其中置放基板以经历处理；化学输送模组218，可自其输送气体前驱物至腔室主体214；及电子模组222，包括处理系统230的HVPE腔室的电子系统。
处理系统230中，机器人组件在真空下将装载有基板的携带板传送进入HVPE腔室204以进行第一沉积处理。机器人组件在真空下将携带板传送进入第二MOCVD腔室202b以进行第二沉积处理。机器人组件在真空下将携带板传送进入第三MOCVD腔室202c以进行第三沉积处理。
图3是根据本文所述实施例的MOCVD腔室202的示意横剖面图。MOCVD腔室202包括腔室主体302；化学输送模组216，用以输送前驱物气体、载气、清洁气体与/或净化气体；带有等离子体源的远端等离子体系统326；基座或基板支撑件314；及真空系统312。腔室主体302封围处理空间308。喷头组件304配置于处理空间308的一端，而携带板311配置于处理空间308的另一端。携带板311可配置于基板支撑件314上。基板支撑件314具有如同箭头315所示的垂直方向移动能力。垂直举升能力可用来将基板支撑件移动向上并接近喷头组件304，或将基板支撑件移动向下且远离喷头组件304。某些实施例中，基板支撑件314包括加热元件，举例而言，电阻式加热元件(未显示)，以控制基板支撑件314的温度，并因此控制携带板311与配置于基板支撑件314上的基板340的温度。
喷头组件304具有第一处理气体通道304A，其与化学输送模组216耦接以输送第一前驱物或第一处理气体混合物至处理空间308；第二处理气体通道304B，其与化学输送模组216耦接以输送第二前驱物或第二处理气体混合物至处理空间308；及温度控制通道304C，其与热交换系统370耦接以流动交换流体至喷头组件304好助于调控喷头组件304的温度。适当热交换流体包括(但不限于)水、水-系乙二醇混合物、全氟聚醚(例如，Galden
Figure BPA00001449483300071
流体)、油-系热传送流体或相似流体。处理过程中，可透过与喷头组件304中的第一处理气体通道304A耦接的气体导管346将第一前驱物或第一处理气体混合物输送至处理空间308，并可透过与第二气体处理通道304B耦接的气体导管345将第二前驱物或第二处理气体混合物输送至处理空间308。应用远端等离子体源的实施例中，可透过导管304D将等离子体输送至处理空间308。应当注意处理气体混合物或前驱物可包括一或多个前驱物气体或处理气体以及可与前驱物气体混合的载气与掺杂气体。
适以执行本文所述实施例的示范性喷头描述于2007年10月16日申请的美国专利申请案11/873,132，现公开为US 2009-0098276，名称为「MULTI-GASSTRAIGHT CHANNEL SHOWERHEAD」；2007年10月16日申请的美国专利申请案11/873,141，现公开为US 2009-0095222，名称为「MULTI-GAS SPIRALCHANNEL SHOWERHEAD；及2007年10月16日申请的美国专利申请案11/873,170现公开为2009-0095221，名称为「MULTI-GASCONCENTRICINJECTION SHOWERHEAD」，所有其的全文以参考资料并入本文中。
下圆盖319配置于下部空间310的一端，而携带板311配置于下部空间310的另一端。携带板311显示于处理位置中，但可移动至例如可负载与卸载基板340的较低位置。排气环320可配置于携带板311周边以助于避免沉积发生于下部空间310中，并亦有助于自腔室202直接将气体排至排气埠309。下圆盖319可由透明材料(例如，高-纯度石英)制成，好让光线通过以辐射加热基板340。可藉由多个配置于下圆盖319下方的内部灯泡321A与外部灯泡321B来提供辐射加热，并可利用反射器366来帮助控制腔室203暴露于内部与外部灯泡321A、321B提供的辐射能量。亦可利用额外的灯泡环来细微地温度控制基板340。
可自配置于携带板311下方且接近腔室主体302底部的喷头组件304与/或入口埠或管道(未显示)输送净化气体(例如，含氮气体)进入腔室202。净化气体进入腔室202的下部空间310并向上流过携带板311与排气环320，且进入围绕环状排气通道305而配置的排气埠309。排气导管306连接环状排气通道305至真空系统312，其包括真空泵307。可利用阀系统来控制腔室202压力，阀系统控制自环状排气通道引出的排出气体的速率。MOCVD腔室203的其他方面描述于2008年1月31日申请的美国专利申请案12/023,520，名称为「CVDAPPARATUS」，其全文倚参考资料并入本文中。
可自配置于处理空间308附近的喷头组件304与/或入口埠或管道(未显示)输送清洁气体(例如，卤素气体)进入腔室202。清洁气体进入腔室202的处理空间308以自腔室部件(诸如，基板支撑件314与喷头组件304)移除沉积物，并透过多个围绕环状排气通道305而配置的排气埠309离开腔室。
化学输送模组216输送化学物质至MOCVD腔室203。自化学输送系统透过输送管线供应反应性气体、载气、净化气体与清洁气体进入腔室203。一实施例中，透过输送管线供应气体进入气体混合匣，气体于其中混合在一起并输送至喷头304。另一实施例中，透过不同的输送管线将气体输送至喷头304并在腔室202中混合。一般而言，各个气体的输送管线包括闭止阀，其可用来自动或手动地停止气体流进入其相关管线；及质量流量控制器或其他类型的控制器，其测量经过输送管线的气体或液体流。各个气体的输送管线亦包括浓度监控器，其监控前驱物浓度并提供即时反馈；可包括负压调控器以控制前驱物气体浓度；阀转换控制，可用来快速与准确地转换阀；气体管线中的湿气感测器，可测量水分程度且可提供反馈至系统软件，系统软件接着可提供警示/警报给操作者。亦可加热气体管线以避免前驱物与清洁气体凝结于供应管线中。取决于所应用的处理，某些源可为液体而非气体。当应用液体源时，化学输送模组包括液体注入系统或其他适当机构(例如，起泡器)以蒸发液体。随后，如熟悉技术人士所知，来自液体的蒸气通常与载气混合。
远端等离子体系统326可产生等离子体给选择的应用，诸如腔室清洁或自处理基板蚀刻残余物。远端等离子体系统326是远端微波等离子体系统。远端等离子体系统326自透过输入管线供应的前驱物产生的等离子体物种，透过导管送入以经由喷头组件304分散至MOCVD腔室202。清洁应用的前驱物气体可包括含氯气体、含氟气体、含碘气体、含溴气体、含氮气体与/或其他反应性元素。远端等离子体系统326亦可适于在层沉积处理过程中将适当的沉积前驱物气体流入远端等离子体系统326而用于沉积CVD层。远端等离子体系统326用来输送活性氮物种至处理空间308。
可进一步藉由循环热交换液体通过腔室壁中的管道(未显示)来控制MOCVD腔室202的壁与周围结构(例如，排气通道)的温度。取决于所欲作用，热交换液体可用来加热或冷却腔室壁。举例而言，热液体可有助于在热沉积处理过程中维持均匀的热梯度，而冷液体可用来在原位等离子体处理过程中自系统移除热量、或限制沉积产物形成于腔室壁上。喷头组件304亦可具有热交换通道(未显示)。一般而言，热交换流体为水-系乙二醇混合物、油-系热传送流体或相似流体。此种称为「热交换者」加热的加热作用可有利地减少或排除不欲的反应产物凝结，并可改善移除处理气体与其他污染物的挥发产物，若挥发产物凝结于冷却真空通道的壁上且在无气流期间往回移动进入处理腔室的话，将会污染处理。
图4是根据本文所述实施例用以制造化合氮化物半导体元件的氢化物气相磊晶(HVPE)腔室204的示意横剖面图。HVPE腔室204包括盖404所封围的腔室主体402。腔室主体402与盖404界定处理空间407。喷头406配置于处理空间407的上部区域中。基座414配置于处理空间407中与喷头406相对。基座414被设置为在处理过程中支撑多个基板415于其上。多个基板415配置于基座414所支撑的携带板311上。基座414可由马达480所旋转，且可由多种材料(包括SiC或SiC-涂覆的石墨)所形成。一实例中，可在约2RPM至约100RPM(例如，约30RPM)下旋转基座414。旋转基座414有助于提供处理气体对各个基板的均匀暴露。
HVPE腔室204包括加热组件428，设以加热基座414上的基板415。腔室底部402a可由石英形成，而加热组件428可为配置于腔室底部402a下的灯泡组件，以透过石英腔室底部402a加热基板415。一实例中，加热组件428包括灯泡阵列，其经分散以提供横跨基板、基板载具与/或基座的均匀温度分布。
HVPE腔室204更包括配置于腔室402的侧壁408中的前驱物供应管道422、424。管道422与424流体连通于处理空间407以及存在于前驱物源模组432中的入口管道421。喷头406流体连通于处理空间407与气体源410。处理空间407透过环状埠426流体连通于排气装置451。
HVPE腔室204更包括嵌于腔室主体402的壁408中的加热器430。嵌于壁408中的加热器430可在沉积处理过程中提供少量(若有的话)的热量。热电偶可用来测量处理腔室内的温度。热电偶的输出可反馈至控制器441，其基于来自热电偶(未显示)的数值藉由调整输送至加热器元件430(例如，电阻式加热元件)的功率来控制腔室主体402的币的温度。举例而言，若腔室太冷时，将打开加热器430。若腔室太热时，将关掉加热器430。此外，来自加热器430的加热量可经控制以致由加热器430提供少量的热量。
将来自气体源410的处理气体透过配置于气体分配喷头406中的气体气室436输送至处理空间407。气体源410可包括含氮化合物。一实例中，气体源410经设置以输送包括氨或氮的气体。亦可透过气体分配喷头406或透过配置于腔室402的壁408的管道424任一者导入惰性气体(诸如，氦或双原子氮)。能量源412可配置于气体源410与气体分配喷头406之间。能量源412可包括加热器或远端RF等离子体源。能量源412可提供能量给气体源410输送的气体，以便形成游离基团或离子，以致含氮气体的氮更具反应性。
源模组432包括连接至源舟434的井434A的卤素气体源以及连接至井434A的惰性气体源419。源材料423(诸如，铝、镓或铟)配置于井434A中。加热源420围绕源舟434。入口管道421透过管道422、424连接井434A至处理空间407。
处理过程中，可自卤素气体源418将卤素气体(诸如，Cl2、Br2或I2)输送至源舟434的井434A以产生金属卤化物前驱物(诸如，GaCl、GaCl3、AlCl3)。卤素气体与固态或液态源材料423的交互作用可形成金属卤化物前驱物。可藉由加热源420加热源舟434以加热源材料423并可形成金属卤化物前驱物。接着将金属卤化物前驱物透过入口管道421输送至HVPE腔室204的处理空间407。惰性气体源419输送的惰性气体(诸如，Ar、N2)可携带或推动井434A中形成的金属卤化物前驱物通过入口管道421与管道422与424而至HVPE腔室204的处理空间407。可透过喷头406将含氮前驱物气体(诸如，氨(NH3)、N2)导入处理空间407，同时亦可提供金属卤化物前驱物至处理空间407，以致可在配置于处理空间407中的基板415表面上形成金属氮化物层。
多腔室处理：
图5是根据本文所述实施例可用于多腔室化合氮化物半导体形成的处理500的流程图。处理开始于文字块504，传送一或多个基板进入第一基板处理腔室。第一基板处理腔室可为上述的MOCVD腔室或HVPE腔室。针对氮化物结构的沉积而言，一或多个基板可包括蓝宝石，然则可应用其他材料，包括SiC、Si、尖晶石、没食子酸锂(lithium gallate)、ZnO等。在文字块508清洁一或多个基板，之后可在富氮环境中冷却一或多个基板。随后，建立适合氮化物层生成的处理参数。上述处理参数可包括温度、压力等，以在处理腔室中界定适合氮化物层的热沉积的环境。文字块510，在一或多个基板上提供前驱物流以在一或多个基板上沉积III1-N结构。III1-N结构的沉积厚度可为10μm或更多，以改善结晶品质、降低贯穿式差排密度、并降低随后沉积层中的应变能。前驱物可包括氮源与第一III族元素(例如，Ga)源。一实例中，氮前驱物是NH3。另一实例中，氮源可为含氮材料(诸如，氮气(N2)、一氧化二氮(N2O)、氨(NH3)、联氨(N2H4)、二酰亚胺(N2H2)、迭氮酸(HN3)等等)的远端等离子体衍生的一或多个活性氮物种。氮源流率可在约3000sccm至约9000sccm之间。适当的Ga前驱物包括例如三甲基镓(「TMG」)。第一III族元素可包括多个不同的III族元素(诸如，Al与Ga)，其中适当的Al前驱物可为三甲基铝(「TMA」)。另一实例中，多个不同的III族元素包括In与Ga，其中适当的In前驱物可为三甲基铟(「TMI」)。亦可包括一或多个载气的流动，载气选自氩、氮、氢、氦、氖、氙与其的组合的群组。
文字块510沉积III1-N结构后，可终止前驱物流动。可在一或多个基板冷却过程中持续氮前驱物。文字块512，在不暴露基板于大气的情况下，将一或多个基板自处理腔室移除并在真空下传送至第二处理腔室。不破坏真空而自处理腔室传送基板可避免沉积的III1-N结构暴露于氧与碳中，氧与碳的角色为电活性掺质/杂质。第二基板处理腔室可为上述的MOCVD腔室。
一实施例中，在传送至第二处理腔室之前，在高温下(例如，约500℃至约1200℃)执行表面处理以钝化III1-N层表面上的悬浮键。表面处理较佳执行于约700℃至约1000℃之间。可藉由将前驱物气体(诸如，镁、镓、铟或铝前驱物)流过基板表面来钝化表面。适当的镁前驱物可为Cp2Mg。适当的镓前驱物可为TMG。适当的铟前驱物可为TMI。适当的铝前驱物可为TMA。可在流动含氮前驱物(例如，氨)时执行钝化处理。
在文字块512将基板传送进入第二处理腔室后，在第二处理腔室中执行随后的沉积步骤。一实施例中，在高温下(例如，约500℃至约1200℃)执行利用H2、NH3或卤素系(halogen based)蚀刻气体(诸如，氯系气体、氟系气体)的表面处理。一实例中，此处理部分移除III1-N层的一或多个原子层。另一实例中，此处理移除第一处理腔室中沉积于III1-N层上的钝化层。
在文字块512将基板传送进入第二处理腔室后，在文字块514于一或多个基板上生成额外的III1-N层。文字块514，首先建立适合III2-N层生成的处理参数。上述处理参数可包括温度、压力等，以在处理腔室中界定适合氮化物层的热沉积的环境。文字块514接着在一或多个基板上提供前驱物流动以在基板上沉积III2-N结构。可将III2-N结构沉积成数个薄层以形成MQW层。
III2-N结构可包括不含于III1-N层中的III族元素，然则III1-N与III2-N层可额外地包括相同的III族元素。举例而言，III1-N层是GaN的实例中，III2-N层可为AlGaN层或InGaN层。虽然这些实例中III2-N层为三元组合物，但这非必须的且III2层可更通常地包括上述其他组合物，如四元AlInGaN层。相似地，III1-N层是AlGaN的实施例中，III2-N层可为InGaN层或AlInGaN层。沉积III2-N层的适当前驱物可相似于用于III1-N层的前驱物，即，NH3是适当的氮前驱物、TMG是适当的镓前驱物、TMA是适当的铝前驱物而TMI是适当的铟前驱物。亦可包括一或多个载气的流动，载气选自氩、氮、氢、氦、氖、氙与其的组合的群组。
在文字块514沉积III2-N结构后，终止前驱物流。一实施例中，在文字块516于一或多个基板上执行一或多个处理。文字块516的一实施例中，在富氮环境中终止III2-N结构的沉积以藉由避免层中的离子分离而至少部分地钝化最后阻障。举例而言，可在含有约10％至约90％氮的环境中终止III2-N结构的沉积。
文字块516的一实施例中，在高温(例如，约500℃至约1200℃)下执行表面处理以钝化III2-N层表面上的悬浮键。较佳是在约700℃至约1000℃下执行表面处理。可藉由将前驱物气体(诸如，镁、镓、铟或铝前驱物)流过基板表面以钝化表面。适当的镁前驱物可为Cp2Mg。适当的镓前驱物可为TMG。适当的铟前驱物可为TMI。适当的铝前驱物可为TMA。可在流动含氮前驱物(例如，氨)时执行钝化处理。
文字块516的另一实施例中，III2-N层的表面处理包括以p-型掺质(例如，镁(Mg))轻微掺杂最后阻障层，接着为III3-N层的生成。此处理有助于藉由钝化供应-型缺陷或悬浮键并确保III2-N层中有足够的电洞可进入与复合来使生成中断的非辐射表面复合达到最小，藉此提高元件的发冷光效率。
文字块518，在不暴露一或多个基板于大气的情况下，自第二处理腔室移除一或多个基板并在真空下传送至第三基板处理腔室。在不破坏真空下自处理腔室传送一或多个基板可避免沉积的III2-N结构暴露于氧与碳(作为电活性掺质/杂质)中。第三基板处理腔室可为上述的MOCVD。
在文字块518将一或多个基板传送进入第三处理腔室后，在随后沉积处理之前执行表面处理。一实施例中，在高温(例如，约500℃至约1200℃)下执行利用H2、NH3或卤素系蚀刻气体(例如，氯系气体、氟系气体)的表面处理。一实例中，此处理自III2-N层的表面部分地移除一或多个GaN原子层。另一实例中，此处理移除文字块516沉积的钝化层。这些实例中，第三处理腔室中的GaN随后再生成使界面中的悬浮键或表面重建达到最小而造成更高的发冷光效率。
在文字块518将一或多个基板传送进入第三处理腔室后，于第三处理腔室中执行随后的沉积步骤。在将一或多个基板传送进入第三处理腔室后，文字块520可执行额外的III2-N层沉积以避免生成中断存在于III2-N层与III3-N层间的界面。首先建立适合III3-N层生成的处理参数。上述处理参数可包括温度、压力等，以在处理腔室中界定适合热沉积氮化物层的环境。文字块520，在基板上提供III3与氮前驱物流以在基板上沉积III3-N结构。在沉积后终止前驱物流。可在一或多个基板的冷却过程中持续氮前驱物的流动。
用于沉积III1-N、III2-N与III3-N层的处理条件可取决于特定应用而改变。下表提供示范性处理条件与前驱物流率，其通常适合用于利用上述元件生成氮化物半导体结构：
  参数   数值
  温度(℃)   500-1200
  压力(托)   5-760
  TMG流(sccm)   0-50
  TMA流(sccm)   0-50
  TMI流(sccm)   0-50
  PH3流(sccm)   0-1000
  AsH3流(sccm)   0-1000
  NH3流(sccm)   100-100,000
  N2流(sccm)   0-100,000
  H2流(sccm)   0-100,000
  Cp2Mg   0-2,000
由前述可清楚得知，处理可能不会在任何已知处理中应用所有前驱物的流动。举例而言，GaN的生成可能应用TMG、NH3与N2的流动；AlGaN的生成可能应用TMG、TMA、NH3与H2，TMA与TMG的相对流率经选择以提供沉积层的所欲相对Al:Ga化学计量；而InGaN的生成可利用TMG、TMI、NH3、N2与H2，TMI与TMG的相对流率经选择以提供沉积层的所欲相对In:Ga化学计量。
可选择性执行清洁处理，其中在自处理腔室移除基板后让各个处理腔室的内部暴露于清洁气体以自腔室与腔室部件移除含镓沉积物。清洁处理可包括将腔室暴露于蚀刻剂气体，其自腔室壁与表面热蚀刻沉积物。可在清洁处理过程中选择性将处理腔室暴露于等离子体。清洁处理的清洁气体可包括含卤素气体(诸如，含氟气体、含氯气体、含碘气体、含溴气体与/或其他反应性元素)。亦可包括一或多个载气的流动，载气选自氩、氮、氢、氦、氖、氙与其的组合。清洁处理可包括暴露腔室于等离子体。可藉由远端等离子体产生器产生等离子体。另一实例中，原位产生等离子体。可与本文所述实施例一同应用的示范式清洁处理描述于2008年10月2日申请且名称为「METHOD FOR DEPOSITINGGROUP III/V COMPOUNDS」的美国专利申请案12/244,440、以及2009年4月28日申请且名称为「MOCVD SINGLE CHAMBER SPLIT PROCESS FORLED MANUFACTURING」的美国临时申请案61/173,552，其全文在此并入本文中。
实施例：
提供下方实施例以描述普通处理如何参照处理系统200所述而用于制造化合氮化物结构。实施例提及LED结构，其制造是利用具有三个MOCVD腔室202的处理系统200加以执行的。以显示处理次序600的图6的流程图来提供处理的概述。在第一MOCVD腔室202a或HVPE腔室204任一者中执行最初III1-N层(例如，GaN层)的沉积，在第二MOCVD腔室202b中执行III2-N层(例如，InGaN层)的沉积，并在第三MOCVD腔室202c中执行III3-N层(诸如，AlGaN与GaN接触层)的沉积。
文字块602，将一或多个蓝宝石基板传送进入第一基板处理腔室。在第一基板处理腔室为MOCVD腔室的情况下，将包含一或多个基板340的携带板311传送进入第一MOCVD腔室202a。MOCVD腔室202a经设置以提供GaN的快速沉积。
文字块604，在第一基板处理腔室中清洁基板。在约625℃至约1000℃范围间的温度下以200sccm至约1000sccm的流率流动氯气并以500sccm至约9000sccm的流率流动氨来清洁一或多个基板。接着在富氮环境中冷却一或多个基板。
文字块606，在约550℃的温度与约300托的腔室压力下，在MOCVD腔室202a中利用MOCVD前驱物气体TMG、NH3与N2于基板上预处理与/或生成缓冲层。
这随后在文字块608生成厚的u-GaN/n-GaN层，此实施例中在约1050℃的温度与约300托的腔室压力下利用MOCVD前驱物气体TMG、NH3与N2而加以执行。u-GaN/n-Gan层生成厚度是10μm或更大以改善结晶品质、降低贯穿式差排密度并降低随后MQW层中的应变能。
在第一基板处理腔室为HVPE腔室的情况下，将包含一或多个基板340的携带板311传送进入HVPE腔室204。HVPE腔室204经设置以提供GaN的快速沉积。文字块606，在约550℃的温度与约450托的腔室压力下，在HVPE腔室204中利用HVPE前驱物气体GaCl3与NH3于基板上预处理与/或生成缓冲层。这随后在文字块608生成厚的u-GaN/n-GaN层，此实施例中在约1050℃的温度与约450托的腔室压力下利用HVPE前驱物气体(诸如，GaCl3与NH3)而加以执行。
藉由在约700℃至约1100℃间的温度下流动含镓前驱物与氨的HVPE处理而在基板上形成GaN薄膜。藉由以约20sccm至约150sccm间的流率将氯气流过维持在700℃至约950℃间温度下的液态镓而产生含镓前驱物。在约6SLM至约20SLM范围间的流率下将氨流至处理腔室。GaN的生成速率是在约0.3微米/时至约25微米/时，且可达成高达约100微米/时的生成速率。终止含镓前驱物的流动，并在一或多个基板的冷却过程中持续氨前驱物的流动。
在自第一沉积腔室移除一或多个基板之前，在约700℃至约1000℃间的温度下执行表面处理以钝化GaN层表面上的悬浮键。藉由将前驱物气体(诸如，镁、镓、铟或铝前驱物)流过基板表面来钝化表面。适当的镁前驱物可为Cp2Mg。适当的镓前驱物可为TMG。适当的铟前驱物可为TMI。适当的铝前驱物可为TMA。在流动含氮前驱物(例如，氨)时执行钝化处理。
在u-GaN与n-GaN层的沉积后，文字块610在不破坏真空的情况下，透过传送室206将携带板311自第一MOCVD腔室202a或HVPE腔室204任一者传送出并传送进入第二MOCVD腔室202b，传送发生于高纯度N2气体环境中。在传送进入第二处理腔室后，在约500℃与约1200℃间的温度下执行利用H2、NH3或卤素系蚀刻气体(诸如，氯系气体、氟系气体)的表面处理。此处理移除沉积于u-GaN/n-GaN层上的钝化层与/或一或多个GaN原子层。藉由暴露表面于氮或氩等离子体来执行表面处理。第二MOCVD腔室202b中GaN的再生成使界面中的悬浮键或表面重建达到最小，造成更高的发冷光效率。
在传送进入第二MOCVD腔室202b后，在一或多个基板上生成厚度在约0.1μm与约1μm间的额外n-GaN层。文字块612，第二MOCVD腔室202b中在约750℃至约800℃的温度与约100托至约300托的腔室压力下，利用H2载气流中的MOCVD前驱物气体TMG、TMI与NH3来生成InGaN多重量子井(MQW)主动层。以GaN阻障层接合的InGaN与GaN层的10或更多堆迭组生成InGaN MQW层。
在文字块614InGaN MQW层的沉积后，在文字块615于一或多个基板上执行一或多个处理。在富氮环境中终止InGaN MQW层的沉积以藉由避免层中In的分离而至少部分地钝化最后阻障。在一或多个基板冷却过程中持续氨的流动。
文字块615中，在约700℃至约1000℃间的温度下执行表面处理以钝化InGaN MQW层的表面上的悬浮键。藉由将前驱物气体(诸如，镁、镓、铟或铝前驱物)流过基板表面来钝化表面。适当的镁前驱物可为Cp2Mg。适当的镓前驱物可为TMG。适当的铟前驱物可为TMI。适当的铝前驱物可为TMA。
文字块615的另一实施例中，III2-N层的表面处理包括以p-型掺质(例如，镁(Mg))掺杂InGaN MQW层的最后阻障(即，薄GaN层)，并于其上沉积p-AlGaN层。在约1020℃的温度与约200托的压力下利用提供于H2载气流中的MOCVD前驱物TMA、TMG与NH3来生成p-AlGaN层。在1018原子/cm3下掺杂InGaNMQW层的最后阻障，并在1019原子/cm3下掺杂p-GaN层。此确保足够的电洞可在InGaN MQW层中复合，并使InGaN MQW层与p-GaN层间界面处的非辐射表面复合达到最小。
在InGaN MQW层的表面处理后，文字块615在不破坏真空的情况下，透过传送室206将携带板311传送离开第二MOCVD腔室202b并传送进入第三MOCVD腔室202c，传送发生于高纯度N2气体环境中。在约500℃与约1200℃间的温度下执行利用H2、NH3或卤素系蚀刻气体(诸如，氯系气体、氟系气体)的表面处理。此处理自InGaN MQW层的表面部分移除一或多个GaN原子层与/或移除文字块615沉积于InGaN MQW层上的钝化层。藉由暴露表面于氮或氩等离子体来执行表面处理。第三MOCVD腔室202c中GaN的再生成使界面中的悬浮键或表面重建达到最小，造成更高的发冷光效率。
第三MOCVD腔室202c中，执行InGaN MQW层的额外沉积以避免生成中断存在于InGaN MQW层与p-AlGaN层间的界面。文字块616，第三MOCVD腔室202c中，在约1020℃的温度与约200托的压力下利用提供于H2载气流中的MOCVD前驱物TMA、TMG与NH3来生成p-AlGaN层。p-AlGaN层沉积于第二MOCVD腔室202b中的实施例可能不需要文字块616的处理。文字块618，在1020℃的温度与约100托的压力下，利用TMG、NH3、Cp2Mg与N2的流动来生成p-GaN层。在约850℃与约1050℃间的温度下利用TMG、Cp2Mg与N2的流动于不具氨的环境中生成p-GaN层。p-GaN层的形成过程中，在约5℃/秒至约10℃/秒间的温度上升速率下加热一或多个基板。在一或多个基板的冷却过程中持续NH3或N2流。
在自各个HVPE腔室204、第一MOCVD腔室202a、第二MOCVD腔室202b或第三MOCVD腔室202c移除携带板311之后，可选择性以清洁气体执行原位腔室清洁处理。清洁气体可包括任何适当的含卤素气体。适当的含卤素气体包括氟、氯、碘、溴与/或其他反应性元素。清洁气体可为含氯清洁气体。可在移除携带板后与插入另一携带板前或者周期性地清洁各个处理腔室。各个清洁的频率与/或持续时间可取决于各个沉积层的厚度。举例而言，在薄层沉积后执行的清洁处理将短于在较厚层沉积后执行的清洁处理。可在各个u-GaN与n-GaN沉积处理后清洁第一处理腔室。可周期性地(例如，五十个沉积循环后)清洁第二MOCVD腔室202b。可在移除各个携带板322后清洁第三MOCVD腔室202c。
在生成p-AlGaN与p-GaN层后，接着将完成的结构传送离开第三MOCVD腔室202c。完成的结构可被传送至批次负载锁定腔室209以便储存，或者可透过负载锁定腔室208与负载台210离开处理系统200。
可个别地将多个携带板311传送进出各个基板处理腔室以进行沉积处理，接着可在随后处理腔室清洁或随后处理腔室目前已占用的时候，将各个携带板311储存于批次负载锁定腔室209与/或负载锁定腔室208。
虽然上述是针对本发明的实施例，但可在不悖离本发明的基本范围下设计出本发明的其他与更多实施例，而本发明的范围由下列的权利要求所界定。

Claims (15)

1.一种制造化合氮化物半导体结构的方法，包括下列步骤：
将第一III族前驱物与第一含氮前驱物流入第一处理腔室，以在配置于一或多个基板上的现有层上沉积第一层；
在不暴露该一或多个基板于大气的情况下，将所述一或多个基板传送进入第二基板处理腔室；
在所述一或多个基板上执行表面处理以移除所述第一层的一部分；及
将第二III族前驱物与第二含氮前驱物流入所述第二处理腔室以在所述第一层上沉积第二层。
2.如权利要求第1项所述的方法，其中执行表面处理的步骤包括在约500℃与约1200℃之间的温度下将蚀刻气体流过所述一或多个基板的表面。
3.如权利要求第2项所述的方法，其中所述蚀刻气体选自氢气、氨与卤素气体所构成的群组。
4.如权利要求第3项所述的方法，其中所述现有层包括第一III族氮化物，所述第一层包括不同于该第一III族氮化物的第二III族氮化物，所述第二层包括不同于该第一与第二III族氮化物的第三III族氮化物。
5.如权利要求第1项所述的方法，其中执行表面处理的步骤包括引导氮或氩等离子体经过所述一或多个基板的表面。
6.一种制造化合氮化物半导体结构的方法，包括下列步骤：
将第一III族前驱物与第一含氮前驱物流入第一处理腔室，以在配置于一或多个基板上的现有层上沉积第一层；
在所述一或多个基板上执行表面处理以至少部分地钝化该第一层；
在不暴露所述一或多个基板于大气的情况下，传送所述一或多个基板进入第二基板处理腔室；及
将第二III族前驱物与第二含氮前驱物流入所述第二处理腔室以在所述第一层上沉积第二层。
7.如权利要求第6项所述的方法，其中执行表面处理的步骤包括在富氮环境中终止所述第一III族前驱物与所述第一氮前驱物的流动。
8.如权利要求第7项所述的方法，其中执行表面处理的步骤包括在所述第一层上形成钝化层。
9.如权利要求第8项所述的方法，其中形成所述钝化层的步骤包括将前驱物流过所述一或多个基板，该前驱物选自镁前驱物、镓前驱物与铝前驱物所构成的群组。
10.如权利要求第19项所述的方法，其中所述表面处理在约500℃与约1200℃间的温度下执行。
11.如权利要求第8项所述的方法，还包括在传送所述一或多个基板进入所述第二处理腔室之后移除所述钝化层。
12.如权利要求第11项所述的方法，其中移除所述钝化层的步骤包括在一高温下将蚀刻气体流过所述一或多个基板的表面。
13.一种制造化合氮化物半导体结构的方法，包括下列步骤：
将第一III族前驱物与第一含氮前驱物流入第一处理腔室，以在配置于一或多个基板上的现有层上沉积第一层；
将p-型掺质流过所述第一层，以轻微地掺杂所述第一层的表面；
在不暴露所述一或多个基板于大气的情况下，传送所述一或多个基板进入第二基板处理腔室；及
将第二III族前驱物与第二含氮前驱物流入所述第二处理腔室以在所述第一层上沉积第二层。
14.如权利要求第13项所述的方法，其中将所述第二III族前驱物与所述第二含氮前驱物流入所述第二处理腔室的步骤包括将所述p-型掺质流入所述第二处理腔室以掺杂所述第二层。
15.如权利要求第14项所述的方法，其中所述第二层比起所述第一层更为重度掺杂。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103904169A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 光达光电设备科技（嘉兴）有限公司 一种led外延结构的生长方法及其设备
CN105280764A (zh) * 2015-09-18 2016-01-27 厦门市三安光电科技有限公司 一种氮化物发光二极管的制作方法
CN109570147A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 中国科学院工程热物理研究所 一种强化热沉润湿特性及相变换热性能的方法
CN111697113A (zh) * 2020-06-15 2020-09-22 南方科技大学 一种Micro-LED器件的制备方法及Micro-LED器件

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110171758A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Applied Materials, Inc. Reclamation of scrap materials for led manufacturing
US20120107991A1 (en) * 2010-10-21 2012-05-03 The Regents Of The University Of California Magnesium doping in barriers in multiple quantum well structures of iii-nitride-based light emitting devices
KR101684859B1 (ko) * 2011-01-05 2016-12-09 삼성전자주식회사 발광 다이오드 제조방법 및 이에 의하여 제조된 발광 다이오드
WO2012137309A1 (ja) * 2011-04-05 2012-10-11 住友電気工業株式会社 窒化物電子デバイスを作製する方法
US20120270384A1 (en) * 2011-04-22 2012-10-25 Applied Materials, Inc. Apparatus for deposition of materials on a substrate
US20140203329A1 (en) * 2011-06-03 2014-07-24 Summitomo Electric Industries, Ltd. Nitride electronic device and method for fabricating nitride electronic device
US20120315741A1 (en) * 2011-06-13 2012-12-13 Jie Su Enhanced magnesium incorporation into gallium nitride films through high pressure or ald-type processing
CN102368524A (zh) * 2011-10-18 2012-03-07 中国科学院上海技术物理研究所 一种高效GaN基半导体发光二极管
US20130145989A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-13 Intermolecular, Inc. Substrate processing tool showerhead
CN102637791B (zh) * 2012-05-04 2014-12-10 江苏新广联科技股份有限公司 基于AlN陶瓷衬底的GaN外延片结构及制备方法
US10529561B2 (en) * 2015-12-28 2020-01-07 Texas Instruments Incorporated Method of fabricating non-etch gas cooled epitaxial stack for group IIIA-N devices
US10096473B2 (en) * 2016-04-07 2018-10-09 Aixtron Se Formation of a layer on a semiconductor substrate
CN110015647B (zh) * 2019-04-17 2022-09-06 浙江天采云集科技股份有限公司 一种从mocvd制程尾气提氢解吸气中提氮再利用的方法
TWI808477B (zh) * 2021-09-01 2023-07-11 奈盾科技股份有限公司 半導體裝置的製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503843B1 (en) * 1999-09-21 2003-01-07 Applied Materials, Inc. Multistep chamber cleaning and film deposition process using a remote plasma that also enhances film gap fill
US6627552B1 (en) * 2000-03-29 2003-09-30 Kabsuhiki Kaisha Toshiba Method for preparing epitaxial-substrate and method for manufacturing semiconductor device employing the same
US20070243702A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-18 Applied Materials Dual-side epitaxy processes for production of nitride semiconductor structures
JP2008016526A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Ebara Corp 基板の表面処理方法及び装置
CN101317247A (zh) * 2006-04-14 2008-12-03 应用材料股份有限公司 复合氮化物半导体结构的外延成长
US20090023231A1 (en) * 2006-02-01 2009-01-22 Tohoku University Semiconductor Device Manufacturing Method and Method for Reducing Microroughness of Semiconductor Surface

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8332394D0 (en) * 1983-12-05 1984-01-11 Pilkington Brothers Plc Coating apparatus
US4763602A (en) * 1987-02-25 1988-08-16 Glasstech Solar, Inc. Thin film deposition apparatus including a vacuum transport mechanism
US5286296A (en) * 1991-01-10 1994-02-15 Sony Corporation Multi-chamber wafer process equipment having plural, physically communicating transfer means
DE69229265T2 (de) * 1991-03-18 1999-09-23 Trustees Of Boston University, Boston Verfahren zur herstellung und dotierung hochisolierender dünner schichten aus monokristallinem galliumnitrid
US5376580A (en) * 1993-03-19 1994-12-27 Hewlett-Packard Company Wafer bonding of light emitting diode layers
JPH0945670A (ja) * 1995-07-29 1997-02-14 Hewlett Packard Co <Hp> Ｉｉｉ族−ｎ系結晶の気相エッチング方法および再成長方法
JPH09312267A (ja) * 1996-05-23 1997-12-02 Rohm Co Ltd 半導体装置の製法およびその製造装置
ATE528421T1 (de) * 2000-11-30 2011-10-15 Univ North Carolina State Verfahren zur herstellung von gruppe-iii- metallnitrid-materialien
KR100387242B1 (ko) * 2001-05-26 2003-06-12 삼성전기주식회사 반도체 발광소자의 제조방법
US7211833B2 (en) * 2001-07-23 2007-05-01 Cree, Inc. Light emitting diodes including barrier layers/sublayers
JP3660897B2 (ja) * 2001-09-03 2005-06-15 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置の製造方法
US6756318B2 (en) * 2001-09-10 2004-06-29 Tegal Corporation Nanolayer thick film processing system and method
AUPS240402A0 (en) * 2002-05-17 2002-06-13 Macquarie Research Limited Gallium nitride
JP3929939B2 (ja) * 2003-06-25 2007-06-13 株式会社東芝 処理装置、製造装置、処理方法及び電子装置の製造方法
US7208398B2 (en) * 2004-03-17 2007-04-24 Texas Instruments Incorporated Metal-halogen physical vapor deposition for semiconductor device defect reduction
US7368368B2 (en) * 2004-08-18 2008-05-06 Cree, Inc. Multi-chamber MOCVD growth apparatus for high performance/high throughput
EP1809788A4 (en) * 2004-09-27 2008-05-21 Gallium Entpr Pty Ltd METHOD AND APPARATUS FOR GROWING GROUP (III) METAL NITRIDE FILM AND GROUP (III) METAL FILM
US7575982B2 (en) * 2006-04-14 2009-08-18 Applied Materials, Inc. Stacked-substrate processes for production of nitride semiconductor structures
US7585769B2 (en) * 2006-05-05 2009-09-08 Applied Materials, Inc. Parasitic particle suppression in growth of III-V nitride films using MOCVD and HVPE
US7459380B2 (en) * 2006-05-05 2008-12-02 Applied Materials, Inc. Dislocation-specific dielectric mask deposition and lateral epitaxial overgrowth to reduce dislocation density of nitride films
US7560364B2 (en) * 2006-05-05 2009-07-14 Applied Materials, Inc. Dislocation-specific lateral epitaxial overgrowth to reduce dislocation density of nitride films
US20080050889A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Applied Materials, Inc. Hotwall reactor and method for reducing particle formation in GaN MOCVD
KR100853851B1 (ko) * 2006-10-30 2008-08-22 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자
AU2008203209A1 (en) * 2007-07-20 2009-02-05 Gallium Enterprises Pty Ltd Buried contact devices for nitride-base films and manufacture thereof
KR100888440B1 (ko) * 2007-11-23 2009-03-11 삼성전기주식회사 수직구조 발광다이오드 소자의 제조방법
US20090194026A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Burrows Brian H Processing system for fabricating compound nitride semiconductor devices
US20090194024A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Applied Materials, Inc. Cvd apparatus
US20100139554A1 (en) * 2008-12-08 2010-06-10 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for making gallium nitride and gallium aluminum nitride thin films
CA2653581A1 (en) * 2009-02-11 2010-08-11 Kenneth Scott Alexander Butcher Migration and plasma enhanced chemical vapour deposition
US20100273291A1 (en) * 2009-04-28 2010-10-28 Applied Materials, Inc. Decontamination of mocvd chamber using nh3 purge after in-situ cleaning

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503843B1 (en) * 1999-09-21 2003-01-07 Applied Materials, Inc. Multistep chamber cleaning and film deposition process using a remote plasma that also enhances film gap fill
US6627552B1 (en) * 2000-03-29 2003-09-30 Kabsuhiki Kaisha Toshiba Method for preparing epitaxial-substrate and method for manufacturing semiconductor device employing the same
US20090023231A1 (en) * 2006-02-01 2009-01-22 Tohoku University Semiconductor Device Manufacturing Method and Method for Reducing Microroughness of Semiconductor Surface
US20070243702A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-18 Applied Materials Dual-side epitaxy processes for production of nitride semiconductor structures
CN101317247A (zh) * 2006-04-14 2008-12-03 应用材料股份有限公司 复合氮化物半导体结构的外延成长
JP2008016526A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Ebara Corp 基板の表面処理方法及び装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103904169A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 光达光电设备科技（嘉兴）有限公司 一种led外延结构的生长方法及其设备
CN105280764A (zh) * 2015-09-18 2016-01-27 厦门市三安光电科技有限公司 一种氮化物发光二极管的制作方法
CN109570147A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 中国科学院工程热物理研究所 一种强化热沉润湿特性及相变换热性能的方法
CN111697113A (zh) * 2020-06-15 2020-09-22 南方科技大学 一种Micro-LED器件的制备方法及Micro-LED器件

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Publication number Publication date
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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