CN107151791A - 用于操作化学气相沉积(cvd)系统的方法和结合所述cvd系统使用的反应器 - Google Patents

用于操作化学气相沉积(cvd)系统的方法和结合所述cvd系统使用的反应器 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种用于操作化学气相沉积CVD系统的方法和结合所述CVD系统使用的反应器。两个遮板从喷射块径向向外的配置和晶片载体以可拆卸方式安装于其上的晶座经配置可提供通过反应室的流动路径，所述流动路径不展现涡流，由此减少或排除所述反应室内侧上的积聚且促成了所述喷射块与所述晶片载体之间的大温度梯度。这可以通过在上遮板的径向内壁引入净化气流来实现，且在一些实施例中，净化气体可以具有与用于使所期望的外延结构在晶片载体上生长的前驱物气体不同的化学组成。

Description

用于操作化学气相沉积(CVD)系统的方法和结合所述CVD系统 使用的反应器
相关申请
本申请要求2016年3月2日提交的美国临时申请第62/302,413号的权益，所述申请全文结合在此供参考。
技术领域
本文中所述的实施例涉及用于化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)的设 备以及方法，如金属有机化学气相沉积(metalorganic chemical vapordeposition， MOCVD)。具体地说，利用反应室中的遮板配置和流动路径来促成新颖流型，从而改 进了CVD生长均一性和品质。
背景技术
化学气相沉积(CVD)是一种可以用于使所期望物体按外延方式生长的工艺。可以用 于CVD工艺中的制造设备的当前产品线实例包括和EPIKTM系列的MOCVD系统，其由位于纽约普兰幽的维科仪器有限公司(Veeco Instruments Inc.,Plainview,New York)制造。
为了实现所期望的晶体生长，控制多种工艺参数，如温度、压力和气体流速。使用不同的材料和工艺参数使不同层生长。举例来说，由化合物半导体(如III-V半导体)形成的装置典型地是通过使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长化合物半导体的连续层 而形成。在这种工艺中，将晶片曝露于组合气体，其典型地包括金属有机化合物作为第 III族金属的来源，并且还包括流过晶片表面、同时使晶片维持在高温下的第V族元素(例 如砷或磷)的来源。一般来说，金属有机化合物和第V族来源是与明显不参与反应的载 气(例如氮气或氢气)合并。III-V半导体的一个实例是磷化铟(InP)，其可以通过铟和膦或 砷化铝镓(AlGa1-xAsx)形成，所述砷化铝镓可以通过铝、镓和胂的反应形成。化合物的反 应在具有适合衬底的衬底上形成半导体层。可以通过喷射块来引入这些前驱物和载气， 所述喷射块经配置可使气体尽可能均匀地分布遍及生长表面。
在前驱物气体和相关化合物沉积期间，晶片通常维持在约500-1200℃的温度下。然 而，前驱物气体是在低得多(典型地为200℃或更低)的温度下引入腔室中。因此，当前驱物气体接近晶片时，其温度大幅度升高。根据在建的特定晶片沉积中所用的前驱物气体，前驱物气体可以在输入气体与晶片之间的中等温度下发生热解。这种热解促进了前 驱物气体的相互作用和晶体结构的生长。
在MOCVD处理室中，将上面待生长薄膜层的半导体晶片放置在快速旋转的旋转式传送带(称为晶片载体)上，以使得其表面均匀曝露于反应室内的气氛以便半导体材料沉积。旋转速度是约1,000RPM。晶片载体典型地是由高导热材料(如石墨)切削而成，且 往往涂有如碳化硅材料的保护层。每个晶片载体在放置个别晶片的顶表面中具有一组环 状凹口或凹处。
在一些系统中，晶片载体可以承载于反应室内的转轴上，以便具有曝露的晶片表面 的晶片载体顶表面向上面向气体分布装置。当转轴旋转时，气体沿着递增的温度梯度向下导向晶片载体的顶表面且越过顶表面向晶片载体的周缘流动。所用气体通过安置于晶片载体下方的孔口从反应室中抽空。晶片载体通过安置于晶片载体底表面下方的加热器(典型地是电阻式加热器)维持在所期望的温度和压力下。这些加热器维持在高于晶片表面的所期望温度的温度下，而气体分布装置典型地维持在远低于所期望的反应温度的温度下以便阻止气体过早发生反应。因此，热量从加热器转移到晶片载体的底表面且通过 晶片载体向上流到个别晶片。在其它实施例中，晶片载体可以通过不需要转轴的旋转系 统承载和旋转。此类旋转系统描述于美国专利申请公开第2015/0075431号中，所述公开 的内容结合在此供参考。在又其它实施例中，固持至少一个晶片的晶片载体面向下(倒置 式)放置于反应室中且气体分布装置位于晶片载体下方，以便工艺气体向上流向至少一个 晶片。
前驱物气流通常沿着递增的温度梯度向下(即，垂直于)流到晶片载体的表面直到其 达到热解温度为止，然后冲击正生长的晶片表面。由此允许晶体结构在晶片上生长。在大部分系统中，有额外的热解气体围绕晶片载体流动。如果这种热解气体不从反应器中 除去，那么可能会发生不期望的材料在表面上积聚。此类积聚可以积聚在反应器上，或 偶尔且不可预见地剥落，落在正生长的晶片上。这些事件能损坏反应器或正在晶片上生 长的外延层。因此，热解气体在通过晶片后，按照惯例从反应器中除去。尽管如此，热 解气体的积聚已知在反应器中发生，具体地说，发生于反应器外壳的径向外部。
发明内容
提供了一种根据本发明的反应器，其产生了针对热解气体的流型，从而不会产生非 所需的积聚。在实施例中，这是通过减少或排除常规系统中常见的涡流流型来完成。举例来说，在实施例中，可以在气流输入与晶片载体主体平面之间使用允许热解气体在反 应室的径向外缘离开的双部件周缘净化系统。已经热解且通过晶片载体表面的气流在任 何其它表面上积聚之前，可以用这种方式快速地从反应室中抽出。
另外，减少或排除反应室内的涡流使得从喷射块到晶座的温度梯度提高。这可以有 益于阻止不期望的材料积聚。另外，通过准确地控制温度梯度和流动路径，可以使晶片上所生长的外延层实现更大的均一性。
在各种实施例中，减少或排除反应室内的涡流是通过在实施例中遮板的结构性配置、改变前驱物气体和/或净化气体的流速或改变净化气体的化学组成来实现。在一些实施例中，这些中的超过一个可以协同使用以实现所期望的流动路径。
在一个实施例中，用于化学气相沉积(CVD)系统的反应器可以包括从轴径向向外延 伸且界定顶表面的晶片载体、经配置可向晶片载体顶表面提供前驱物气流的喷射块、从晶片载体径向向外配置且平行于轴从喷射块延伸到顶表面的上遮板、上遮板与喷射块之间配置的内周缘净化入口、从上遮板径向向外配置且平行于轴从上遮板远离喷射块延伸的下遮板，以及从上遮板径向向外配置的外周缘净化入口。
根据另一实施例，一种操作CVD系统的方法包括加热具有上表面的晶片载体；将晶片载体安裝在晶座上；使晶座绕轴旋转；通过喷射块向上表面提供前驱物气体，以便 在上表面上沉积前驱物气体的至少一部分；在喷射块与径向绕轴延伸的上遮板之间所配 置的内周缘净化入口处提供净化气体，由此沿着上遮板的径向内缘产生周缘气流；以及 提供下遮板，所述下遮板相对于轴从上遮板径向向外配置，以使得在内周缘净化入口处 所提供的前驱物气体的未沉积部分与净化气体均通过上遮板与下遮板之间所界定的间 隙从反应室中流出。
上述发明内容并非旨在描述本发明的每一个图解实施例或每种实施方式。具体实施 方式和随附权利要求书更具体地举例说明了这些实施例。
附图说明
根据本发明的以下具体实施方式，结合附图，可以更完全地了解本发明，在附图中：
图1是化学气相沉积设备的一部分的横截面透视图，其根据一个实施例描绘了周缘 净化遮板。
图2是CVD反应器的简化横截面图，其根据一个实施例描绘了周缘净化用的流动路径。
图3A-3C是根据三个实施例，与气体在反应器横截面中的化学组成和流体流动线对 应的图。
图4A和4B是根据两个实施例描绘反应器外壳内的温度的图。
图5是根据此前在图3A-3C中所示的实施例描绘外延生长材料的生长速率的图。
图6A-6C是根据三个实施例描绘热解材料在反应器上缘沉积的横截面图。
图7A和7B是根据两个实施例描绘反应室中的胂液位的图。
图8是根据一个实施例的冷却系统的透视横截面图。
图9A和9B是根据两个实施例的冷却系统的横截面图。
图10是根据一个实施例，从反应室中降下的周缘遮板的透视图。
虽然实施例容许各种修改和替代形式，但其特殊性已举例展示于附图中且将详细描 述。然而，应了解，不希望将本发明限于所述的具体实施例。相反，希望涵盖属于如所 附权利要求书所限定的本发明精神和范围内的所有修改、等效内容及替代方案。
具体实施方式
根据本文所述的实施例，向反应室提供周缘净化遮板，从而改善其中所生长的晶片 厚度均一性，减少热解气体在除晶座的生长侧之外的表面上发生的潜在性，且减少热气体和/或热解气体从晶座返回喷射块的再循环。
图1图解说明了根据本发明的一个实施例的化学气相沉积设备。反应室10界定了工艺环境空间。喷射块12配置在腔室的一个末端。具有喷射块12的末端在本文中称为 反应室10的“顶”端。在标准重力参考系中，腔室的这个末端典型地(但不一定)安置在 腔室的顶端。因此，如本文中所用，向下方向是指远离喷射块12的方向；而向上方向 是指腔室内的朝向喷射块12的方向，不论如何，这些方向均与向上和向下的重力方向 对齐。类似地，元件的“顶”表面和“底”表面在本文中参照反应室10和喷射块12的 参考系描述。
喷射块12连接到前驱物气体源14以便供应晶片处理工艺中所用的工艺气体，如载气和反应气体，如金属有机化合物和第V族金属源。喷射块12经配置可接收各种气体 且引导工艺气体通常向向下方向流动。喷射块12还宜连接到冷却系统16，所述冷却系 统经配置可使液体靠近喷射块12循环以便在操作期间维持喷射块12在所期望的温度。 可以提供类似的冷却配置(未图示)来冷却反应室10的壁。反应室10还装备有排气系统， 其包围旋转式穿通装置22且经配置可从腔室10的内部除去废气以便允许来自喷射块12 的气体在向下方向上连续流动。
转轴20配置于腔室10内，以便转轴20的中心轴在向上和向下方向上延伸。转轴 20通过传统的旋转式穿通装置22安装到腔室10中，所述穿通装置并有轴承和密封件， 以使得转轴20可以旋转，同时维持转轴20与反应室10的壁之间的密封。
转轴20的顶端耦接到晶座50。在实施例中，晶座50可以是适于可释放地接合晶片载体24的晶片载体固持机构。转轴20可以连接到旋转式驱动机构，如电马达驱动器， 其经配置可使转轴20按所期望的速度旋转以促使晶座50也旋转。
晶座50具有通常呈环状的横截面，其围绕中心轴25配置。在图1所示的实施例中，反应室10、喷射块12、冷却系统16、转轴20、晶座50和加热元件26各自经配置以使 得其关于中心轴25是对称的。晶座50是上面搁置晶片载体24的装置。晶片载体24具 有一或多个固持晶片且供半导体材料可以外延生长的凹处。
加热元件26安装于腔室10内且在晶座50下方包围转轴20。在典型的MOCVD工 艺中，启动加热元件26，且旋转式驱动机构操作以使转轴20且因此使晶座50和晶片载 体24按所期望的速度转动。典型地，转轴20是按约50-1500转/分钟的转速旋转。可以 启动前驱物气体源14以通过喷射块12供应气体。气体向下向晶片载体24传送到晶片 载体24的顶表面28，和顶表面28上所生长的晶片的周缘周围，然后载送到排气系统 22。从而，使晶片载体24的顶表面曝露于工艺气体，所述工艺气体包括由工艺气体供 应系统14供应的各种前驱物气体的混合物。最典型地，顶表面的工艺气体主要由载气 组成。在典型的化学气相沉积工艺中，载气可以是氢气，且因此，晶片载体顶表面上的 工艺气体主要组成是氢气或在一些情况下，氢气和氮气的组合，以及一些量的反应气体 组分。
加热元件26将热量转移到晶座50，这主要是通过辐射热转移来实现。在替代实施例中，可以通过一些其它机构(如感应式热转移)加热晶座50。施加于晶座50的热量向 上流动，通过晶片载体24的主体到达其顶表面28。热量从顶表面28辐射到腔室10中 的冷元件，如处理室的壁和喷射块12。热量还从晶片载体24的顶表面48和晶片的顶表 面转移到通过这些表面的工艺气体。
热解的前驱物气体在这些其它冷结构中的任一个聚积之前，宜从腔室10中除去。在冷表面上更快速地发生冷凝。然而，加热这些表面会产生非所需的热解。图1中所示 的由上遮板30和下遮板32形成的壁结构有益地提供了向下流动方向，从而减少或排除 了任何涡流，否则其会使热的热解气体再循环回到相对冷的表面(如喷射块12)上冷凝。
图1还展示了除去未使用的热解前驱物气体的结构，其不会在除晶片载体之外的位 置中引起非所需的再循环、涡旋或积聚。图1展示了界定间隙34的上遮板30和下遮板32，以及内周缘净化入口36、外周缘净化入口38和外周缘净化出口40。
如图1中所描绘，存在若干个进入反应室10的气体入口。流入反应器外壳10中的气流主体来自喷射块12，其提供了使结构(如晶片)在晶片载体24上按外延方式生长所 必需的前驱物气体。进入反应器外壳10中的额外气流提供于上遮板30的任一侧，且靠 近下遮板32离开反应器外壳10，上遮板30与下遮板32之间界定了间隙34。
内周缘净化入口36配置于喷射块12与上遮板30之间，位于反应室10顶端。外周 缘净化入口38相对于内周缘净化入口36与上遮板30的相对配置。在实施例中，内周 缘净化入口36和外周缘净化入口38可以在反应室10的上表面上以两个环连续延伸。 在其它实施例中，一或多个内周缘净化入口36和外周缘净化入口38可以包括多点式气 流入口而非连续环。
内周缘净化入口36和外周缘净化入口38分别径向定位于上遮板30的内部和外部使得前驱物气体在反应室10中的涡旋减少。另外，在入口36和38中的每一个处施加 的气体可以彼此不同且/或可以不同于喷射块12处输入的气体，以便可以在反应室10 内的不同区域产生不同的前驱物气体含量。
图2是反应器外壳H的部分横截面图，其具体地展示了周缘内部流动路径PI和周缘外部流动路径PO。在图3所示的实施例中，周缘内部流动路径PI引导流体(如前驱物 气体)到内周缘净化入口36，且周缘外部流动路径PO引导流体(如前驱物气体)到外周缘 净化入口38。如此前相对于图1所述，这些流动路径可以用于形成具有不同前驱物气体 分布的各种区域，且在实施例中，通过周缘内部流动路径PI和周缘外部流动路径PO所 引入的流速和气体可以彼此间不同。在实施例中，与周缘内部流动路径PI和周缘外部 流动路径PO相关的流速和/或组成可以用于控制反应室10内的涡旋度。
在替代实施例中，流动路径可以通过外壳H中的不同于图2中所示路径的路径行进。 在一些实施例中，例如在引导到腔室10中的气体组成在周缘内部流动路径PI与周缘外部流动路径PO均相同的情况下，可以产生通过外壳H到达内周缘净化入口36和外周 缘净化入口38的单一流动路径。在实施例中，可以依次并入其它组件，如流量调节器， 以改变流体引入反应室10内(上遮板30内侧和外侧)的速率，以便控制具有不同前驱物 气体组成的涡旋和/或区域。
图3A-3C描绘了利用前驱物气体三甲基铝(TMAl)的化学气相沉积工艺流程。在其它 实施例中，还可以使用各种其它前驱物气体，如三甲基镓(TMGa)。TMAl含量也展示于 各图中。在一些实施例中，如图3A-3C中的每一个所示，通过喷射块12所引入的前驱 物气体中的TMAl含量相对较高，而在内周缘净化入口36和外周缘净化入口38所引入 的前驱物气体中的TMAl含量相对较低或为零。
图3A描绘了一个实施例，其中在内周缘净化入口36引入的前驱物气体是按相对较低的流速沿着上遮板30的径向内缘引入。在一个实施例中，与喷射块12相关的流速Q总 是约82标准升/分钟(slm)，而与内周缘净化入口36相关的流速Q净化是约23slm。
由于上遮板30和下遮板32所界定的间隙34的位置促进了流体以层流方式流过晶片载体24的顶表面28，因此图3A中所示的实施例有利地减少了反应室10内的涡旋量 (这个实施例中展示为涡流V)。在常规系统中，径向向外流动会导致涡旋，导引热的热 解气体向上和远离晶片载体24，使得其可能沉积于其它表面上。通过使间隙34径向向 外定位且稍微低于顶表面28，使得此类涡旋度相较于常规系统来说降低。
另外，在内周缘净化入口36引入额外的前驱物气体使得涡流V的尺寸降低。通过改变内周缘净化入口36和外周缘净化入口38所引入的前驱物气体的流速，可以产生所 期望的流型，从而减少或排除涡流V。
举例来说，如图3B所示，由于前驱物和周缘流动气体的流速发生变化，因此相较于此前在图3A中所示的涡流V，涡流V'的尺寸已经明显减小。具体地说，在图3B所 示的实施例中，沿着上遮板30的径向内缘在内周缘净化入口36引入的流动已经从约23 slm增加到约27slm，而Q总已经增加到约100slm。
应了解，在各种实施例中，内周缘净化入口36、外周缘净化入口38和喷射块12每一处的流速皆可以改变，这取决于反应室10内的所期望的涡旋度且基于例如所期望的 的外延生长速度、操作温度、反应室的尺寸和形状，以及所用前驱物气体的类型。
在实施例中，甚至可以通过改变沿着上遮板30的径向内缘在内周缘净化入口36所输入的气体类型来进一步降低涡旋度。如图3A和3B中所示，在内周缘净化入口36和 外周缘净化入口38输入的前驱物气体含有少量的可热解材料(若存在)，而在喷射块12 引入的前驱物气体含有至多约1％TMAl。在图3A-3C所示的实施例中，前驱物气体的 其余部分可以是三甲基镓(TMGa)和胂(AsH3)，其与TMAl反应而形成砷酸铝镓(AIGaAs)。 在替代实施例中，其它前驱物气体可以用于在表面28上形成外延生长的其它晶片或结 构。举例来说，如此前所述，可选择使砷化镓或其它材料生长的前驱物气体。
在图3C中，通过内周缘净化入口36所提供的前驱物气体包括相对来说比喷射块12所提供的那些更重或密度更大的组分。具体地说，内周缘净化入口36提供23slm H2和3slm N2，通过内周缘净化入口36的总内部周缘流速是约26slm。喷射块12所提供 的流速是约82slm。
如图3C中所示，相较于此前关于图3B所述的流速增加，将较重组分N2引入通过 内周缘净化入口36所提供的气体中甚至可以更多地降低涡旋度。因此，位置V"(其中图 4A和4B中存在涡流)不包括图3C中的任何涡流。通过在周缘净化中平衡H2/N2比率， 可以影响对载体外部的生长速率有影响的所有三种主要分量：反应物扩散速率(D)；反 应物浓度(CG)；以及边界层厚度(δ)，其中生长速率与D CG/δ成比例。
图4A和4B描绘了两个实施例的温度分布图。图4A描绘了具有涡流V″′的整个系 统中的温度，而图4B描绘了不具有涡流的整个系统中的温度。如图4A和4B中所示， 涡流V″′促使具有较高温度的气体移回到反应室10的顶端。即，涡流V″′使已经通过表面 28或已经加热的前驱物气体再分布。一旦前驱物气体已经充分加热而热解，则通常不希 望那些气体回到反应室10的顶端再分布，原因是热解气体可以沉积于反应室10内的冷 却表面上且形成沉积物。举例来说，如关于图6A-6C所述的此类沉积物可以在反应室 10内的表面上形成且然后落在晶片载体24、反应室10上或在晶片载体24上所生长的 任何材料上。
考虑图3A-3C、4A和4B中所示的流动路径，可以看出并有界定间隙34的上遮板 30和下遮板32的系统可以用于在反应室10内产生不会使热的热解气体再循环回到喷射 块12的流型。另外，通过分别在上遮板30的径向向内和径向向外的内周缘净化入口36 和外周缘净化入口引入周缘净化流，可以减少涡旋度且甚至进一步减少再循环。另外， 通过在内周缘净化入口36引入密度比喷射块12所引入的前驱物气体更大的周缘净化 流，仍然可以进一步减少涡旋度。
相对于此前关于图1-4B所述的实施例，图5图解说明了又另一个优势。具体地说，前驱物气体混合物(包括TMAl、TMGa和胂)的砷酸铝镓生长速率描绘于图5中，每种流 动路径此前关于图3A-3C描述。
图3A中所示的流动路径在内周缘净化入口36具有23slm流速，且在喷射块12具 有82slm流速。从晶片载体24的中心到约0.15m处，沉积相当均匀且均一，原因是上 遮板30和下遮板32的配置所引起的涡旋度降低，以及净化气体在内周缘净化入口36 和外周缘净化入口38的输入。
虽然图3A中所示的流动路径的沉积结构呈现优于常规系统的优势，但图3A中所示的流动路径仍然展现涡旋。因此，从距离晶片载体24中心的0.15m向外，沉积变得 不均匀。具体地说，从距离晶片载体24中心的约0.15m到约0.22m处，沉积厚度稳定 地降低，且然后快速增加。
图3B，其中通过内周缘净化入口36和喷射块12的流速已经大幅度增加，减少了 反应室10内的涡旋度且相应地降低了凹槽范围。在图4B所示的实施例中，前驱物气体 的输入速率在喷射块12是100slm，且在内周缘净化入口36是27slm。
正如所预期，图5表明与图3B的输入相关的生长速率低于与图3A的输入相关的生长速率。另外，由于涡旋度减少，因此图3B中的径向外缘形状不同于图3A。具体地说， 在图3B中，晶片载体的较大部分上发生大体上平坦的沉积。虽然对于图3A中所示的流 动路径来说，平坦的沉积仅存在于从晶片载体24中心到约0.15m处，但是在图3B所 示的流动路径中，平坦地沉积到约0.2m处。
图3C展示了涡旋度甚至小于图3A和3B的涡旋度的流动路径，且如图6中所描绘，与图3C相关的生长速率因此更均匀。在与图3C的流动路径相关的线中，均一的生长速 率从晶片载体24的中心延伸超过0.21m，且根本不存在“凹槽”。
图6A-6C分别描绘了反应室10内的沉积物，其与图3A-3C中所示的流动路径相关。具体地说，沉积物显示于反应室10的上表面，所述上表面靠近内周缘净化入口36和喷 射块12。
此类沉积可以是涡旋的结果，其使得已经在反应室10的相对较热底部热解的前驱物气体回到反应室10的顶部(如图4A和4B中所示)。由于与图3A-3C的流动路径相关 的涡旋度减少，因此在此等实施例中，反应室10的上表面发生的沉积极少。在涡流(例 如V、V'、V"、V″′)较小的情况下，上表面的沉积减少。
图7A和7B根据两个实施例描绘反应室10内的胂比率。在图7A所示的第一实施 例中，内周缘净化入口36提供了具有第一胂含量的前驱物气流，且在图7B中，内周缘 净化入口36提供了具有低于图7A中所描绘的第一胂含量的第二胂含量的前驱物气流。 举例来说，在图7B中，可以添加较重组分，如此前关于图3C所述。
图8是描绘冷却系统16的剖视透视图。如图8中所示，冷却系统16定位于反应室 10的上部，围绕喷射块12径向延伸。在实施例中，冷却系统16界定了通道16C，所述 通道延伸穿过冷却系统16且可以用于导引冷却流体通过冷却系统16以降低其温度。
图9A-9B分别是根据两个实施例的冷却系统16'和16"的横截面图。图9A描绘了冷却系统16'，其包括如此前所述的通道16C。图9A图解说明了当冷却剂导引通过通道16C 时跨越冷却系统16'的温度梯度。
一般来说，期望限制反应器外壳10在喷射块12处的温度。如果喷射块12变得太热，那么被导引通过其的前驱物气体可以在比所期望更早的时候发生热解。因此，如此 前关于图4A和4B所述，通常期望在应该相对冷却的喷射块12与应该热足以使前驱物 气体热解且引起外延生长的晶片载体24之间产生温度梯度。
虽然冷却系统16'为喷射块12提供了一些热防护且促进了此梯度，但在实施例中，可能期望使喷射块12邻近的温度梯度提高到更大的程度。如图9B所示，冷却系统16" 不仅包括通道16C，而且包括缝隙16S。缝隙16S阻止热从冷却系统16"的下部转移到 上部。如图9B中的阴影所示，这在缝隙16S引起温度不连续，其中缝隙16S上方的部 分比缝隙16S下方的部分更冷。
在替代实施例中，可以使用其它特征，如多冷却通道、翅片、额外缝隙，或冷却系统16的替代几何形状。与此前所述的用于减少反应室10内的涡旋度的其它特征组合， 可以使喷射块12保持相对较低的温度。这些方面往往是彼此互补的，因为当不存在涡 流V时，冷却系统16可以冷却到更低的温度。
图10是从反应室10降下的上遮板30的透视图。在实施例中，上遮板30可以通过 臂30A附接到反应室10。期望维修、修护或更换时，上遮板30可以从反应室10降下。 相较于常规系统，这促进了反应室10的简单修护。
系统、装置和方法的各种实施例已经在本文中描述。这些实施例仅为了举例而示出且并非旨在限制本发明的范围。此外，应了解，已经描述的实施例的各种特征可以按 不同方式组合以产生许多额外的实施例。此外，虽然已经描述了用于所揭露的实施例的 各种材料、尺寸、形状、配置和位置，但是可以利用除所揭露内容之外的其它内容，而 这些不超过本发明的范围。
相关领域中的技术人员将认识到，本发明可以包含比上述任何个别实施例中所说明 更少的特征。本文所述的实施例并非想详尽地呈现本发明的各种特征可以组合的方式。因此，实施例的特征组合并非相互排斥的；相反，本发明可以包含选自不同个别实施例 的不同个别特征的组合，如所属领域的一般技术人员所了解。此外，除非另外指出，否 则关于一个实施例所述的元件可以在其它实施例中实施，即使在此类实施例中未描述。 虽然权利要求书中的从属权利要求可以是指与一或多项其它权利要求的特定组合，但是 其它实施例还可以包括从属权利要求与每一项其它从属权利要求的标的物的组合或一 或多个特征与其它从属或独立权利要求的组合。除非声明了不希望特定组合，否则本文 中建议此类组合。另外，还希望包括任何其它独立权利要求中的权利要求特征，即使这 项权利要求不直接从属于独立权利要求。
上述文件的任何结合供参考受到限制，以使得与本文中的明确揭露内容相反的标的 物不会被结合到本文中。上述文件的任何结合供参考进一步受到限制，以使得文件中所包括的权利要求不会结合在此供参考。上述文件的任何结合供参考仍然进一步受到限 制，以使得文件中所提供的任何定义不会结合在此供参考，除非明确包括于本文中。
出于解释本发明权利要求的目的，明确地希望不援引35U.S.C.的章节112(f)的条款， 除非权利要求中叙述了特定术语“方式”或“步骤”。

Claims (10)

1.一种用于化学气相沉积CVD系统的反应器，所述反应器包含：
从轴径向向外延伸的晶座；
以可拆卸方式安装在所述晶座上的晶片载体，所述晶片载体具有顶表面；
经配置可向所述顶表面提供前驱物气流的喷射块；
从所述晶座径向向外配置且平行于所述轴从所述喷射块延伸到所述顶表面的上遮板；
配置于所述上遮板与所述喷射块之间的内周缘净化入口；
从所述上遮板径向向外配置且平行于所述轴从所述上遮板远离所述喷射块延伸的下遮板；以及
从所述上遮板径向向外配置的外周缘净化入口。
2.根据权利要求1所述的反应器，其中所述内周缘净化入口经配置可沿着所述上遮板的径向内缘提供周缘气流，且所述反应器进一步包含从所述下遮板径向向外配置的周缘净化出口。
3.根据权利要求1所述的反应器，并且进一步包含与所述喷射块热耦接的冷却系统，其中所述冷却系统包含通道。
4.根据权利要求1所述的反应器，进一步包含与所述喷射块热耦接的冷却系统，其中所述冷却系统包含缝隙。
5.根据权利要求2所述的反应器，其中所述前驱物气体是第一材料，且其中所述周缘气流是第二材料，其中所述第二材料的密度大于所述第一材料，且所述第二材料包括的氮气多于所述第一材料。
6.一种用于操作化学气相沉积CVD系统的方法，所述方法包含：
提供具有上表面的晶片载体；
将所述晶片载体安裝在晶座上；
使所述晶座绕轴旋转；
通过喷射块向所述上表面提供前驱物气体，以便将所述前驱物气体的至少一部分沉积在所述上表面上；
在所述喷射块与围绕所述轴径向延伸的上遮板之间所配置的内周缘净化入口处提供净化气体，由此沿着所述上遮板的径向内缘产生周缘气流；以及
提供下遮板，所述下遮板相对于轴从所述上遮板径向向外配置，以使得所述前驱物气体的未沉积部分与在所述内周缘净化入口处所提供的所述净化气体均通过界定于所述上遮板与所述下遮板之间的间隙从所述反应室中流出。
7.根据权利要求6所述的方法，并且进一步包含在所述上遮板外部径向配置的外周缘净化入口处提供净化气体。
8.根据权利要求6所述的方法，并且进一步包含通过由缝隙或通道组成的冷却系统冷却所述喷射块。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述前驱物气体是第一材料，且其中所述净化气体是密度大于所述第一材料的第二材料。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述前驱物气体是第一材料，且其中所述净化气体是所含氮气多于所述第一材料的第二材料。
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