CN114855267A - 一种晶圆外延生长系统及晶圆外延生长方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种晶圆外延生长系统及晶圆外延生长方法，所述晶圆外延生长系统包括：反应腔室，所述反应腔室适于容纳第一预设反应气体和第二预设反应气体，第一预设反应气体和第二预设反应气体用于在晶圆上沉积形成外延结构；进气系统，所述进气系统包括第一进气通道和至少一个第二进气通道；所述第一进气通道连接于所述反应腔室顶部的中心区域，所述第一进气通道适于向所述反应腔室输送所述第一预设反应气体；所述第二进气通道连接于所述反应腔室顶部的边缘区域，所述第二进气通道适于向所述反应腔室输送所述第二预设反应气体。本申请实现了对晶圆外延生长的控制，避免翘曲的形成。

Description

一种晶圆外延生长系统及晶圆外延生长方法
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种晶圆外延生长系统及晶圆外延生长方法。
背景技术
垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL，Vertical-cavity Surface-emittingLaser）具有阈值电流低、输出光斑对称性好、模式稳定、高温工作稳定性好等特点，作为激光器具有广泛的应用前景。相比于传统的单节VCSEL，多节VCSEL的优势在于能够成倍地提高器件输出功率。
对于VCSEL，尤其是多节VCSEL，晶圆翘曲是极大的问题。在多节VCSEL中，形成晶圆翘曲主要有两个原因：其一是VCSEL的外延结构厚度较大，多节VCSEL的外延结构厚度成倍增加，厚度增长会导致外延层应力累积增长，当外延层应力累积到一定程度时即会造成晶圆片翘曲；其二是VCSEL的外延结构在晶圆的中心区域和边缘区域生长厚度不均匀导致面内应力场分布不均匀。
当采用6寸及更大尺寸的晶圆进行外延生长工艺时，由于面内应力场分布的不均匀性较大，容易形成具有中间凸起或中间凹陷翘曲形态的晶圆，导致量子阱的晶格质量降低，激光器波长出现分峰现象，进而降低激光器的输出功率和产出良率。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于克服现有大尺寸晶圆在进行外延生长时易形成翘曲的缺陷，进而提供一种晶圆外延生长系统及晶圆外延生长方法。
本申请提供一种晶圆外延生长方法，包括：从连接于反应腔室顶部的中心区域的第一进气通道通入第一预设反应气体，从连接于反应腔室顶部的边缘区域的第二进气通道通入第二预设反应气体，所述第二预设反应气体适于实现和面内应力场相匹配的可控不均匀生长；根据晶圆表面的翘曲形态调整所述第一预设反应气体和所述第二预设反应气体中各独立组分的流量，在晶圆上沉积形成外延结构。
可选的，所述第一预设反应气体的独立组分与所述第二预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第一预设反应气体与所述第二预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
可选的，所述外延结构包括III族元素和V族元素组成的化合物，所述III族元素包括Al、Ga和In中的至少一种，所述V族元素包括As和P中的至少一种。
可选的，所述外延结构包括(Al x Ga1-x ) y In1-y As a P1-a ，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤a≤1。
可选的，所述第一预设反应气体为III族气态反应物，所述第二预设反应气体为III族气态反应物；在根据晶圆表面的翘曲形态调整第一预设反应气体和第二预设反应气体中各独立组分的流量的同时，还包括：从反应腔室的顶部中心区域通入第三预设反应气体，从反应腔室的顶部边缘区域通入第四预设反应气体；根据晶圆表面的翘曲形态调整所述第三预设反应气体和所述第四预设反应气体中各独立组分的流量，所述第三预设反应气体为V族气态反应物，所述第四预设反应气体为V族气态反应物。
可选的，所述第三预设反应气体的独立组分与所述第四预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第三预设反应气体与所述第四预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
可选的，所述III族气态反应物包括三甲基镓、三甲基铝、三甲基铟中的一种或多种，所述V族气态反应物包括砷烷和/或磷烷。
可选的，当晶圆表面的翘曲形态为中间凸起时，进行如下的至少一个步骤：降低第一预设反应气体中三甲基铟的流量；提高第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；降低第三预设反应气体中砷烷的流量；提高第三预设反应气体中磷烷的流量；提高第二预设反应气体中三甲基铟的流量；降低第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；提高第四预设反应气体中砷烷的流量；降低第四预设反应气体中磷烷的流量；
当晶圆表面的翘曲形态为中间凹陷时，进行如下的至少一个步骤：提高第一预设反应气体中三甲基铟的流量；降低第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；提高第三预设反应气体中砷烷的流量；降低第三预设反应气体中磷烷的流量；降低第二预设反应气体中三甲基铟的流量；提高第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；降低第四预设反应气体中砷烷的流量；提高第四预设反应气体中磷烷的流量。
本申请提供一种晶圆外延生长系统，包括：反应腔室，所述反应腔室适于容纳第一预设反应气体和第二预设反应气体，第一预设反应气体和第二预设反应气体用于在晶圆上沉积形成外延结构；进气系统，所述进气系统包括第一进气通道和至少一个第二进气通道；所述第一进气通道连接于所述反应腔室顶部的中心区域，所述第一进气通道适于向所述反应腔室输送所述第一预设反应气体；所述第二进气通道连接于所述反应腔室顶部的边缘区域，所述第二进气通道适于向所述反应腔室输送所述第二预设反应气体。
可选的，所述第一预设反应气体的独立组分与所述第二预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第一预设反应气体与所述第二预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
可选的，所述第一进气通道与第一源瓶组连接；所述第一源瓶组包括多个第一源瓶，所述第一源瓶适于提供所述第一预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制所述第一预设反应气体中的各独立组分的流量；所述第二进气通道与第二源瓶组一一对应连接；所述第二源瓶组包括多个第二源瓶，所述第二源瓶适于提供所述第二预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制所述第二预设反应气体中的各独立组分的流量。
可选的，所述进气系统还包括：第三进气通道和至少一个第四进气通道；所述第三进气通道连接于所述反应腔室顶部的中心区域，所述第三进气通道适于向所述反应腔室输送第三预设反应气体；所述第四进气通道连接于所述反应腔室顶部的边缘区域，所述第四进气通道适于向所述反应腔室输送第四预设反应气体。
可选的，所述第三预设反应气体的独立组分与所述第四预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第三预设反应气体与所述第四预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
可选的，所述第三进气通道与多个第三源瓶组连接；所述第三源瓶组包括多个第三源瓶，所述第三源瓶适于提供所述第三预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制所述第三预设反应气体中的各独立组分的流量；所述第四进气通道与第四源瓶组一一对应连接；所述第四源瓶组包括多个第四源瓶，所述第四源瓶适于提供所述第四预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制所述第四预设反应气体中的各独立组分的流量。
可选的，还包括：多个晶圆载盘，多个所述晶圆载盘环绕设置在所述反应腔室内的底部边缘区域；多个所述晶圆载盘适于围绕所述反应腔室中心轴公转，各个所述晶圆载盘适于围绕所述晶圆载盘的中心轴自转。
本申请技术方案，具有如下优点：
本申请基于连接于反应腔室顶部的中心区域的第一进气通道通入第一预设反应气体和基于连接于反应腔室顶部的边缘区域的第二进气通道通入第二预设反应气体，本申请通过第一预设反应气体和第二预设反应气体使晶圆中央和晶圆边缘晶格常数产生不均匀分布，补偿晶圆上沉积形成外延结构时产生的面内应力场或厚度不均匀性，使晶圆表面平整，避免翘曲的形成，改善量子阱生长质量，进而有助于提高半导体激光器的输出功率和产出良率。
本申请的第一进气通道和第二进气通道可以分别从反应腔室顶部的中心区域和边缘区域向反应腔室中输送第一预设反应气体和第二预设反应气体，从而控制晶圆外延生长的速率和化学成分，可见本申请所提供的技术方案实现了对晶圆外延生长的控制，避免翘曲的形成。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请当外延结构材料的晶格常数大于衬底材料的晶格常数时的结构示意图；
图2为图1条件下形成的晶圆翘曲形态；
图3为本申请当外延结构材料的晶格常数小于衬底材料的晶格常数时的结构示意图；
图4为图3条件下形成的晶圆翘曲形态；
图5为一个采用实施例1的晶圆外延生长方法对翘曲形态为中间凸起的晶圆的表面进行补偿的结构示意图；
图6为另一个采用实施例1的晶圆外延生长方法对翘曲形态为中间凸起的晶圆的表面进行补偿的结构示意图；
图7为一个采用实施例1的晶圆外延生长方法对翘曲形态为中间凹陷的晶圆的表面进行补偿的结构示意图；
图8为另一个采用实施例1的晶圆外延生长方法对翘曲形态为中间凹陷的晶圆的表面进行补偿的结构示意图；
图9为实施例2的晶圆外延生长系统的剖面示意图；
图10为实施例2的晶圆外延生长系统的俯视示意图；
图11为一个实施例中反应气体在管路中的流动示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请的技术构思在于：当外延结构材料的晶格常数大于衬底材料的晶格常数时，如图1所示，外延结构材料的晶格用斑点格子表示，衬底材料的晶格用白色格子表示，晶格常数的大小关系用格子的相对大小关系示意。外延结构的底部受到如图1黑色箭头所示来自衬底的压应力，外延结构的顶部如图1白色箭头所示向外弛豫。最终形成如图2所示的中间凸起的翘曲形态，图2中斑点区域为外延结构，白色区域为衬底。当外延结构材料的晶格常数小于衬底材料的晶格常数时，如图3所示，外延结构材料的晶格用斑点格子表示，衬底材料的晶格用白色格子表示，晶格常数的大小关系用格子的大小关系示意。外延结构的底部受到如图3黑色箭头所示来自衬底的拉应力，外延结构的顶部如图3白色箭头所示向内弛豫。最终形成如图4所示的中间凹陷的翘曲形态，图4中斑点区域为外延结构，白色区域为衬底。基于以上现象，可以通过调整外延结构材料与衬底材料的晶格常数关系，调控面内应力场分布，使晶圆表面平整，避免翘曲的形成。
实施例1
本实施例提供一种晶圆外延生长方法，包括：从连接于反应腔室顶部的中心区域的第一进气通道通入第一预设反应气体，从连接于反应腔室顶部的边缘区域的第二进气通道通入第二预设反应气体；根据晶圆表面的翘曲形态调整第一预设反应气体和第二预设反应气体中各独立组分的流量，在晶圆上沉积形成外延结构。
本实施例基于连接于反应腔室顶部的中心区域的第一进气通道通入第一预设反应气体和基于连接于反应腔室顶部的边缘区域的第二进气通道通入第二预设反应气体，本实施例通过第一预设反应气体和第二预设反应气体使晶圆中央和晶圆边缘晶格常数产生不均匀分布，补偿晶圆上沉积形成外延结构时产生的面内应力场或厚度不均匀性，使晶圆表面平整，避免翘曲的形成，改善量子阱生长质量，进而有助于提高半导体激光器的输出功率和产出良率。
本实施例中，第一预设反应气体的独立组分与第二预设反应气体的独立组分至少一种相同，第一预设反应气体与第二预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
本实施例中，外延结构包括III族元素和V族元素组成的化合物，III族元素包括Al、Ga和In中的至少一种，V族元素包括As和P中的至少一种。具体的，采用GaAs或InP作为衬底材料，利用晶格常数不同的III族元素和V族元素组分在晶圆面内不均匀生长的特性，补偿面内厚度以及应力场分布的不均匀性，以获取平整的晶圆。
本实施例中，外延结构包括(Al x Ga1-x ) y In1-y As a P1-a ，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤a≤1。在(Al x Ga1-x ) y In1-y As a P1-a 材料体系中，对于III族元素Al、Ga、In，当In的组分浓度越高，即y越小，外延结构的晶格常数越大；反之，当Al、Ga的组分浓度越高，即y越大，外延结构的晶格常数越小。对于V族元素As、P，当As的组分浓度越高，即a越大，外延结构的晶格常数越大；反之，当P的组分浓度越高，即a越小，外延结构的晶格常数越小。
本实施例中，第一预设反应气体为III族气态反应物，第二预设反应气体为III族气态反应物；在根据晶圆表面的翘曲形态调整第一预设反应气体和第二预设反应气体中各独立组分的流量的同时，还包括：从连接于反应腔室顶部的中心区域的第三进气通道通入第三预设反应气体，从连接于反应腔室顶部的边缘区域的第四进气通道通入第四预设反应气体；根据晶圆表面的翘曲形态调整第三预设反应气体和第四预设反应气体中各独立组分的流量，第三预设反应气体为V族气态反应物，第四预设反应气体为V族气态反应物。在可选的实施例中，第一源瓶提供第一预设反应气体中的III族气态反应物，第二源瓶提供第二预设反应气体中的III族气态反应物，第三源瓶提供第三预设反应气体中的V族气态反应物，第四源瓶提供第四预设反应气体中的V族气态反应物。
本实施例中，所述第三预设反应气体的独立组分与所述第四预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第三预设反应气体与所述第四预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
具体的，III族气态反应物包括三甲基镓、三甲基铝、三甲基铟中的一种或多种，V族气态反应物包括砷烷和/或磷烷。在可选的实施例中，三个第一源瓶中分别装有三甲基镓、三甲基铝、三甲基铟，三个第二源瓶中分别装有三甲基镓、三甲基铝和三甲基铟，两个第三源瓶中分别装有砷烷和磷烷，两个第四源瓶中分别装有砷烷和磷烷。其中，三甲基镓、三甲基铝、三甲基铟、砷烷和磷烷的流量均分别为1sccm~1000sccm，例如1sccm、10sccm、50sccm、100sccm、200sccm、500sccm、750sccm或1000sccm。在外延生长过程中，反应腔室1内的压力为10mbar~100mbar。优选的，反应腔室1内的压力为40mbar~60mbar，例如40mbar、45mbar、50mbar、55mbar或60mbar。
对于翘曲形态为中间凸起的情况：需要第一预设反应气体和第三预设反应气体使外延结构的晶格常数较小，第二预设反应气体和第四预设反应气体使外延结构的晶格常数较大，以补偿面内厚度以及应力场分布的不均匀性，获取平整的晶圆。本申请至少一个实施例中的III族气态反应物包括三甲基镓，以及三甲基铝、三甲基铟中的至少一种；V族气态反应物包括砷烷和磷烷。因此，当晶圆表面的翘曲形态为中间凸起时，进行如下的至少一个步骤：
S11：降低第一预设反应气体中三甲基铟的流量；
S12：提高第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；
S13：降低第三预设反应气体中砷烷的流量；
S14：提高第三预设反应气体中磷烷的流量；
S15：提高第二预设反应气体中三甲基铟的流量；
S16：降低第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；
S17：提高第四预设反应气体中砷烷的流量；
S18：降低第四预设反应气体中磷烷的流量。
示例性的，图5和图6分别示出了本实施例的晶圆外延生长方法对于两种中间凸起的翘曲形态的补偿效果，图中白色区域为衬底，斑点格子为晶格常数较小的外延结构材料，斜线格子为晶格常数较大的外延结构材料，图5中的衬底凸起程度相比图6中的衬底凸起程度较小。通过降低第一预设反应气体中三甲基铟的流量，提高第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量，降低第三预设反应气体中砷烷的流量，提高第三预设反应气体中磷烷的流量，提高第二预设反应气体中三甲基铟的流量，降低第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量，提高第四预设反应气体中砷烷的流量，降低第四预设反应气体中磷烷的流量，即可调整外延结构的平整度。由于图5中的衬底凸起程度相比图6中的衬底凸起程度较小，因此图6中的外延结构需具备更大的晶格常数差异，才能得到平整表面，也就是需要在形成图5所示的外延结构的工艺基础上，进一步降低第一预设反应气体中三甲基铟的流量，进一步提高第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量，进一步降低第三预设反应气体中砷烷的流量，进一步提高第三预设反应气体中磷烷的流量，进一步提高第二预设反应气体中三甲基铟的流量，进一步降低第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量，进一步提高第四预设反应气体中砷烷的流量，进一步降低第四预设反应气体中磷烷的流量。
对于翘曲形态为中间凹陷的情况：需要第一预设反应气体和第三预设反应气体使外延结构的晶格常数较大，第二预设反应气体和第四预设反应气体使外延结构的晶格常数较小，以补偿面内厚度以及应力场分布的不均匀性，获取平整的晶圆。因此，当晶圆表面的翘曲形态为中间凹陷时，进行如下的至少一个步骤：
S21：提高第一预设反应气体中三甲基铟的流量；
S22：降低第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；
S23：提高第三预设反应气体中砷烷的流量；
S24：降低第三预设反应气体中磷烷的流量；
S25：降低第二预设反应气体中三甲基铟的流量；
S26：提高第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；
S27：降低第四预设反应气体中砷烷的流量；
S28：提高第四预设反应气体中磷烷的流量。
示例性的，图7和图8分别示出了本实施例的晶圆外延生长方法对于两种中间凹陷的翘曲形态的补偿效果，图中白色区域为衬底，斑点格子为晶格常数较小的外延结构材料，斜线格子为晶格常数较大的外延结构材料，图7中的衬底凹陷程度相比图8中的衬底凹陷程度较小。通过提高第一预设反应气体中三甲基铟的流量，降低第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量，提高第三预设反应气体中砷烷的流量，降低第三预设反应气体中磷烷的流量，降低第二预设反应气体中三甲基铟的流量，提高第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量，降低第四预设反应气体中砷烷的流量，提高第四预设反应气体中磷烷的流量，即可调整外延结构的平整度。由于图7中的衬底凹陷程度相比图8中的衬底凹陷程度较小，因此图8中的外延结构需具备更大的晶格常数差异，才能得到平整表面，也就是需要在形成图7所示的外延结构的工艺基础上，进一步提高第一预设反应气体中三甲基铟的流量，进一步降低第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量，进一步提高第三预设反应气体中砷烷的流量，进一步降低第三预设反应气体中磷烷的流量，进一步降低第二预设反应气体中三甲基铟的流量，进一步提高第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量，进一步降低第四预设反应气体中砷烷的流量，进一步提高第四预设反应气体中磷烷的流量。
形成全部外延结构之后，再依次进行光刻、刻蚀、电流限制层氧化、金属蒸镀、芯片减薄、切割等激光器芯片常规工艺，制备激光器芯片或者阵列。
在一个实施例中，(Al x Ga1-x ) y In 1-y As a P1-a 外延结构在生长过程中，x、y和a保持恒定或者按照设定程序进行上升或下降。
本实施例中，(Al x Ga1-x ) y In1-y As a P1-a 外延结构的生长温度为550℃-850℃。优选的，(Al x Ga1-x ) y In1-y As a P1-a 外延结构的生长温度为600℃-850℃，例如600℃、650℃、700℃、750℃、800℃或850℃。
实施例2
本实施例提供一种晶圆外延生长系统，如图9和图10所示，包括反应腔室1和进气系统。反应腔室1适于容纳第一预设反应气体和第二预设反应气体，第一预设反应气体和第二预设反应气体用于在晶圆上沉积形成外延结构；进气系统适于向反应腔室1通入气体；进气系统包括第一进气通道301和至少一个第二进气通道302；第一进气通道301连接于反应腔室1顶部的中心区域，第一进气通道301适于向反应腔室1输送第一预设反应气体；第二进气通道302连接于反应腔室1顶部的边缘区域，第二进气通道302适于向反应腔室1输送第二预设反应气体。
如图10所示，本实施例的第一进气通道301和第二进气通道302可以分别从反应腔室1顶部的中心区域和边缘区域向反应腔室1中输送第一预设反应气体和第二预设反应气体，从而控制晶圆外延生长的速率和结果，可见本实施例所提供的技术方案实现了对晶圆外延生长的控制，避免翘曲的形成。
具体的，第一预设反应气体的独立组分与第二预设反应气体的独立组分至少一种相同，第一预设反应气体与第二预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。第一预设反应气体与第二预设反应气体进入反应腔室1后的初始流向如图10中箭头所示。
如图11所示，第一进气通道301与第一源瓶组连接；第一源瓶组包括多个第一源瓶401，第一源瓶401的出口位置和/或第一进气通道301上安装有电磁阀，第一源瓶401适于提供第一预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制第一预设反应气体中的各独立组分的流量；第二进气通道302与第二源瓶组一一对应连接；第二源瓶组包括多个第二源瓶402，第二源瓶402的出口位置和/或第二进气通道302上设置有电磁阀，第二源瓶402适于提供第二预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制第二预设反应气体中的各独立组分的流量。在可选的实施例中，晶圆外延生长系统还可包括：第二主通道，多个第二进气通道302交汇于第二主通道的一端，第二主通道的本体与多个第二源瓶402连接，第二主通道适于向第二进气通道输送第二预设反应气体；在可选的实施例中，多个第二进气通道302交汇于第二主通道一端，第二主通道的本体与多个第一源瓶401连接，第二主通道适于向第二进气通道输送第二预设反应气体。
此外，在如图11所示的实施例中，通过四通阀设计，实现了在不更换管路的前提下，第一进气通道301和第二主通道对各第一源瓶401和各第二源瓶402中气体灵活的取用。当第一源瓶401或第二源瓶402中的气体需要通过载气带入第一进气通道301或第二进气通道302时，还要在第一源瓶401或第二源瓶402上设置载气的输入口，该输入口与载气的输入通道连接。载气包括但不限于氢气或氮气。
在一个实施例中，进气系统还包括：第三进气通道303和至少一个第四进气通道304；第三进气通道303连接于反应腔室1顶部的中心区域，第三进气通道303适于向反应腔室1输送第三预设反应气体；第四进气通道304连接于反应腔室1顶部的边缘区域，第四进气通道304适于向反应腔室1输送第四预设反应气体。
具体的，第三预设反应气体的独立组分与第四预设反应气体的独立组分至少一种相同，第三预设反应气体与第四预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
进一步的，第三进气通道303与第三源瓶组连接；第三源瓶组包括多个第三源瓶403，第三源瓶403适于提供第三预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制第三预设反应气体中的各独立组分的流量；第四进气通道304与第四源瓶组一一对应连接；第四源瓶组包括多个第四源瓶404，第四源瓶404适于提供第四预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制第四预设反应气体中的各独立组分的流量。在可选的实施例中，还包括：第四主通道，多个第四进气通道304交汇于第四主通道的一端，第四主通道的本体与多个第四源瓶404连接，第四主通道适于向第四进气通道输送第四预设反应气体；在其他实施例中，多个第四进气通道304交汇于第四主通道一端，第四主通道的本体与多个第一源瓶401连接，第四主通道适于向第四进气通道输送第四预设反应气体。在如图11所示的实施例中，通过四通阀设计，实现了在不更换管路的前提下，第三进气通道303和第四主通道对各第三源瓶403和各第四源瓶404中气体灵活的取用。
由于第一源瓶401、第二源瓶402、第三源瓶403和第四源瓶404内的气源并非打开阀门后立即获得稳定流量，因此需预流一段时间，预流的气体进入尾气处理系统，待流量稳定后，关闭进入尾气处理系统的阀门，将稳定流量后的气体送入反应腔室1。
本实施例中，还包括：多个晶圆载盘2，多个晶圆载盘2环绕设置在反应腔室1内的底部边缘区域；如图9中箭头方向所示，多个晶圆载盘2适于围绕反应腔室1中心轴公转，各个晶圆载盘2适于围绕晶圆载盘2的中心轴自转。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种晶圆外延生长方法，其特征在于，包括：
从连接于反应腔室顶部的中心区域的第一进气通道通入第一预设反应气体，从连接于反应腔室顶部的边缘区域的第二进气通道通入第二预设反应气体，所述第二预设反应气体适于实现和面内应力场相匹配的可控不均匀生长；
根据晶圆表面的翘曲形态调整所述第一预设反应气体和所述第二预设反应气体中各独立组分的流量，在晶圆上沉积形成外延结构。
2.根据权利要求1所述的晶圆外延生长方法，其特征在于，所述第一预设反应气体的独立组分与所述第二预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第一预设反应气体与所述第二预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
3.根据权利要求2所述的晶圆外延生长方法，其特征在于，所述外延结构包括III族元素和V族元素组成的化合物，所述III族元素包括Al、Ga和In中的至少一种，所述V族元素包括As和P中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的晶圆外延生长方法，其特征在于，所述外延结构包括(Al x Ga1-x ) y In1-y As a P1-a ，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤a≤1。
5.根据权利要求3所述的晶圆外延生长方法，其特征在于，所述第一预设反应气体为III族气态反应物，所述第二预设反应气体为III族气态反应物；
在根据晶圆表面的翘曲形态调整所述第一预设反应气体和所述第二预设反应气体中各独立组分的流量的同时，还包括：
从反应腔室的顶部中心区域通入第三预设反应气体，从反应腔室的顶部边缘区域通入第四预设反应气体；根据晶圆表面的翘曲形态调整所述第三预设反应气体和所述第四预设反应气体中各独立组分的流量，所述第三预设反应气体为V族气态反应物，所述第四预设反应气体为V族气态反应物。
6.根据权利要求5所述的晶圆外延生长方法，其特征在于，所述第三预设反应气体的独立组分与所述第四预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第三预设反应气体与所述第四预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
7.根据权利要求5所述的晶圆外延生长方法，其特征在于，所述III族气态反应物包括三甲基镓、三甲基铝、三甲基铟中的一种或多种，所述V族气态反应物包括砷烷和/或磷烷。
8.根据权利要求7所述的晶圆外延生长方法，其特征在于，
当晶圆表面的翘曲形态为中间凸起时，进行如下的至少一个步骤：
降低第一预设反应气体中三甲基铟的流量；
提高第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；
降低第三预设反应气体中砷烷的流量；
提高第三预设反应气体中磷烷的流量；
提高第二预设反应气体中三甲基铟的流量；
降低第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；
提高第四预设反应气体中砷烷的流量；
降低第四预设反应气体中磷烷的流量；
当晶圆表面的翘曲形态为中间凹陷时，进行如下的至少一个步骤：
提高第一预设反应气体中三甲基铟的流量；
降低第一预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；
提高第三预设反应气体中砷烷的流量；
降低第三预设反应气体中磷烷的流量；
降低第二预设反应气体中三甲基铟的流量；
提高第二预设反应气体中三甲基镓和/或三甲基铝的流量；
降低第四预设反应气体中砷烷的流量；
提高第四预设反应气体中磷烷的流量。
9.一种晶圆外延生长系统，其特征在于，包括：
反应腔室，所述反应腔室适于容纳第一预设反应气体和第二预设反应气体，第一预设反应气体和第二预设反应气体用于在晶圆上沉积形成外延结构；
进气系统，所述进气系统包括第一进气通道和至少一个第二进气通道；
所述第一进气通道连接于所述反应腔室顶部的中心区域，所述第一进气通道适于向所述反应腔室输送所述第一预设反应气体；
所述第二进气通道连接于所述反应腔室顶部的边缘区域，所述第二进气通道适于向所述反应腔室输送所述第二预设反应气体。
10.根据权利要求9所述的晶圆外延生长系统，其特征在于，所述第一预设反应气体的独立组分与所述第二预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第一预设反应气体与所述第二预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
11.根据权利要求10所述的晶圆外延生长系统，其特征在于，所述第一进气通道与第一源瓶组连接；所述第一源瓶组包括多个第一源瓶，所述第一源瓶适于提供所述第一预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制所述第一预设反应气体中的各独立组分的流量；所述第二进气通道与第二源瓶组一一对应连接；所述第二源瓶组包括多个第二源瓶，所述第二源瓶适于提供所述第二预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制所述第二预设反应气体中的各独立组分的流量。
12.根据权利要求9至11中任一权利要求所述的晶圆外延生长系统，其特征在于，所述进气系统还包括：第三进气通道和至少一个第四进气通道；
所述第三进气通道连接于所述反应腔室顶部的中心区域，所述第三进气通道适于向所述反应腔室输送第三预设反应气体；
所述第四进气通道连接于所述反应腔室顶部的边缘区域，所述第四进气通道适于向所述反应腔室输送第四预设反应气体。
13.根据权利要求12所述的晶圆外延生长系统，其特征在于，所述第三预设反应气体的独立组分与所述第四预设反应气体的独立组分至少一种相同，所述第三预设反应气体与所述第四预设反应气体至少有一种相同独立组分的气体流量不同。
14.根据权利要求13所述的晶圆外延生长系统，其特征在于，所述第三进气通道与多个第三源瓶组连接；所述第三源瓶组包括多个第三源瓶，所述第三源瓶适于提供所述第三预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制所述第三预设反应气体中的各独立组分的流量；所述第四进气通道与第四源瓶组一一对应连接；所述第四源瓶组包括多个第四源瓶，所述第四源瓶适于提供所述第四预设反应气体中的各独立组分，并通过电磁阀控制所述第四预设反应气体中的各独立组分的流量。
15.根据权利要求9所述的晶圆外延生长系统，其特征在于，还包括：
多个晶圆载盘，多个所述晶圆载盘环绕设置在所述反应腔室内的底部边缘区域；
多个所述晶圆载盘适于围绕所述反应腔室中心轴公转，各个所述晶圆载盘适于围绕所述晶圆载盘的中心轴自转。
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