CN116096940A - 氮基晶圆化学气相沉积器件及其沉积方法 - Google Patents
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Abstract
一种氮基晶圆化学气相沉积器件，其包括加热载体、氮基晶圆以及夹持环。加热载体包括载体表面。氮基晶圆配置在载体表面上。夹持环配置在载体表面以及氮基晶圆上方。夹持环包括倾斜表面和抛光表面，且抛光表面和倾斜表面相反。氮基晶圆具有多个HEMT器件。抛光表面和载体表面平行。抛光表面以及载体表面之间在第一方向上的距离落在1.1毫米至1.2毫米的范围，且第一方向和载体表面的法线平行。
Description
技术领域
本公开总体上涉及一种沉积器件。更确切地说，本公开涉及一种高电子迁移率晶体管氮基半导体器件的化学气相沉积器件。
背景技术
近年来，对高电子迁移率晶体管(HEMT)的半导体器件的深入研究已经很普遍，例如对于高功率开关和高频应用。HEMT利用两种不同带隙材料之间的异质结界面形成量子阱状结构，用于容纳二维电子气(2DEG)区，满足高功率/高频率装置的需求。除了HEMT之外，具有异质结构的装置的实例进一步包含异质结双极晶体管(HBT)、异质结场效应晶体管(HFET)和调制掺杂的FET(MODFET)。目前，需要改善HEMT器件的生产良率，从而使其更适合进行大量生产。
发明内容
本公开在一个方面提供了一种氮基晶圆化学气相沉积(chemical vapordeposition,CVD)器件。此氮基晶圆化学气相沉积器件包括加热载体、氮基晶圆以及夹持环。加热载体包括载体表面。氮基晶圆配置在载体表面上。夹持环配置在载体表面以及氮基晶圆上方。夹持环包括倾斜表面和抛光表面，且抛光表面和倾斜表面相反。氮基晶圆具有多个HEMT器件。抛光表面和载体表面平行。抛光表面以及载体表面之间在第一方向上的距离落在1.1毫米至1.2毫米的范围，且第一方向和载体表面的法线平行。
本公开在另一个方面提供了一种氮基晶圆化学气相沉积器件的沉积方法。此方法包括以下步骤：研磨夹持环并减少夹持环的厚度；配置氮基晶圆在加热载体的载体表面上；以及沉积导电材料在氮基晶圆上。研磨夹持环的步骤在夹持环上形成抛光表面。氮基晶圆化学气相沉积器件包括加热载体、氮基晶圆以及夹持环。加热载体包括载体表面。夹持环配置在载体表面以及氮基晶圆上方。夹持环包括倾斜表面以及抛光表面。抛光表面与倾斜表面相反。氮基晶圆具有多个HEMT器件。抛光表面与载体表面平行。抛光表面与载体表面之间在第一方向上的距离落在1.1毫米至1.2毫米的范围，且第一方向和载体表面的法线平行。
本公开在另一个方面提供了一种氮基晶圆化学气相沉积器件的沉积方法。此方法包括以下步骤：向上移动夹持环，使夹持环的抛光表面远离加热载体的载体表面；在加热载体的载体表面上配置氮基晶圆，其中氮基晶圆具有多个HEMT器件；在这些HEMT器件上沉积导电层；沉积钨层以覆盖导电层；在载体表面和夹持环之间的距离增加到1.2毫米的条件下，将气流从氮基晶圆和夹持环之间的间隙向上引入到导电层和夹持环之间的间隙。
基于上述配置，在沉积过程中可以实现导电层或钨层不剥离。因此，可以生产出的具有HEMT器件的晶圆可以具有高质量导电层或钨层。
附图说明
当结合附图阅读时，根据以下详细描述可以很容易理解本公开的各方面。应注意，各种特征可以不按比例绘制。也就是说，为了讨论清楚起见，各种特征的尺寸可以任意增大或减小。在下文中参照图式更详细地描述本公开的实施例，在图式中：
图1为本公开的一些实施例中氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图；
图2为本公开的一些实施例中加热载体和夹持环的上视图；
图3为本公开的一些实施例中氮基晶圆化学气相沉积器件的另一剖面图；
图4为本公开的一些实施例的沉积方法的步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图；
图5为本公开的一些实施例的沉积方法的步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图；
图6至图8为本公开的一些实施例的沉积方法的一些步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图；
图9及图10为本公开的一些实施例的沉积方法的一些步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图；
图11为本公开的一些实施例的沉积方法的步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图；
图12为本公开的一些实施例的沉积方法的步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图；以及
图13及图14为本公开的一些实施例的沉积方法的一些步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图。
具体实施方式
在整个附图和详细描述中使用共同参考标号来指示相同或相似的组件。通过结合附图进行的以下详细描述，可以很容易理解本公开的实施例。
相对于某一组件或组件群组或组件或组件群组的某一平面为相关联图中所示的组件的定向指定空间描述，例如“上”、“上方”、“下方”、“向上”、“左”、“右”、“向下”、“顶部”、“底部”、“竖直”、“水平”、“侧面”、“较高”、“较低”、“上部”、“之上”、“之下”等等。应理解，本文中所使用的空间描述仅出于说明的目的，且本文中所描述的结构的实际实施方案可以任何定向或方式进行空间布置，前提为本公开的实施例的优点是不会因此布置而有偏差。
此外，应注意，在实际装置中，由于装置制造条件，描绘为近似矩形的各种结构的实际形状可能是弯曲的、具有圆形边缘、具有略微不均匀的厚度等。使用直线和直角只是为了方便表示层和特征。
图1为本公开的一些实施例中氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图。氮基晶圆化学气相沉积器件1包括加热载体10、氮基晶圆11以及夹持环12。加热载体10具有载体表面100，且氮基晶圆11配置在载体表面100上。夹持环12配置在载体表面100以及氮基晶圆11的上方。
夹持环12包括倾斜表面120以及抛光表面121，且抛光表面121和倾斜表面120相反。换句话说，在本实施例中，当水平配置抛光表面121时，倾斜表面120为斜的。靠近夹持环12中心的倾斜表面120的高度较低，而远离中心的倾斜表面120的高度较高。
氮基晶圆11具有多个HEMT器件。具体而言，氮基晶圆11具有第一氮化物层以及第二氮化物层。第二氮化物层配置在第一氮化物层上，且第二氮化物层的能带隙(band gap)较第一氮化物层的能带隙大，因此在靠近第一氮化物层以及第二氮化物层之间介面处形成二维电子气区域。第一氮化物层和第二氮化物层形成这些HEMT器件。举例而言，第一氮化物层可以包括氮化镓(GaN)，而第二氮化物层可以包括氮化铝镓(AlGaN)，而氮基晶圆化学气相沉积器件1用以沉积导电层在具有氮化镓和氮化铝镓的氮基晶圆11上。
具体而言，这些氮化物层的示例性材料可以包括，举例但不限于，氮化物或ⅢⅤ族化合物，像是GaN、AlN、InN、InAlN、InxAlyGa(1-x-y)N且x+y≤1、AlyGa(1-y)N且y≤1。
氮化物层的示例性材料被选择为使得第二氮化物层的能带隙(即，禁带宽度)大于第二氮化物层的能带隙，这导致其电子亲和性(affinity)彼此不同并在其间形成异质结。这样这些氮化物层可以分别作用为沟道层(channel layer)和阻挡层(barrier layer)。在沟道层和阻挡层之间的结合介面处会产生三角形位能井(势阱)，使得电子在三角形位能井中累积，从而产生与异质结相邻的二维电子气(2DEG)区域。
夹持环12位于加热载体10上方，且抛光表面121和载体表面100平行。抛光表面121和载体表面100彼此面对，并且抛光表面121与载体表面100之间在方向d1上的距离H1为1.15毫米。方向d1和载体表面100的法线或法向量平行。在一些实施例中，抛光表面121和载体表面100之间在方向d1上的距离H1落在1.1毫米至1.2毫米的范围。
在本实施例中，加热载体10和夹持环12之间形成间隙，且加热载体10和夹持环12保持距离H1在载体表面100和抛光表面121之间，使气流可以穿过加热载体10和夹持环12之间的间隙。举例而言，气流可以提供作为催化剂功能的物质，且载体表面100和抛光表面121之间的距离H1提供足够的空间以通过气流提供此物质。因此，可以在不剥离的情况下在氮基晶圆11上进行适当地沉积。举例而言，当在氮基晶圆11上沉积钨层时，钨层实质上可以覆盖氮基晶圆11超过98.4％的顶部区域，而不会在氮基晶圆11的外围剥离。
在一些实施例中，抛光表面121通过抛光或研磨形成，并且在抛光表面121上形成径向文理图案。在抛光表面121上形成指向夹持环12的中心的多个浅沟槽，并且包括这些浅沟槽的径向文理图案可以提高气体传输的效率。换句话说，可以通过具有径向纹理图案的抛光表面121以足够的速率提供气体，且这些浅沟槽可以适当地引导气流。
参照图1，在本实施例中，夹持环12被磨过以降低夹持环12的厚度，并增加载体表面100和抛光表面121之间的距离H1。因此，气体的流速对于在氮基晶圆11上沉积导电层来说足够高，并且可以防止导电层的剥离。具体而言，通过研磨夹持环12，增加氮基晶圆11的顶面114和抛光表面121之间的距离，足够的气体将到达顶面114并且可以防止剥离。
在本实施例中，加热载体10具有气体通道101。气体通道101连接加热载体10的底部和加热载体10的载体表面100。气体通道101形成围绕载体表面100的开口102。具体而言，开口102的形状为环状，且开口102邻近载体表面的边缘。
在方向d1上，开口102和抛光表面121之间的距离H1落在1.15毫米。因此，开口102上方提供了充足的空间，使气流可以轻易穿过此空间以抵达载体表面100的氮基晶圆11的顶面114。在一些实施例中，距离H1落在1.1毫米至1.2毫米的范围。
同时，气体通道101连接到了夹持环12和加热载体10之间的空间，且载体表面100上的氮基晶圆11位于夹持环12和加热载体10之间的空间。因此，气流可以通过气体通道101轻易抵达氮基晶圆11。此外，利用抛光表面121，气流可以被适当地引导至氮基晶圆11。
具体而言，气体通道101用以提供氢气G1。在氮基晶圆化学气相沉积器件1的沉积过程中，通过气体通道101导入氢气G1，使氢气G1可以抵达载体表面100上的氮基晶圆11。因此，可以通过沉积工序在氮基晶圆11上形成导电层。举例而言，导电层可以包括钨、钛或氮化钛。氮基晶圆化学气相沉积器件1可以包括气体源14，且气体源14连接气体通道101。气体源15可以通过气体通道101提供氢气G1给氮基晶圆11。
在本实施例中，氮基晶圆化学气相沉积器件1包括气体供应器13。气体供应器13配置在载体表面100上方。气体供应器13用已提供气体G2。举例而言，气体G2包括六氟化钨和硅烷，使氮基晶圆11上可以沉积钨层。再举例而言，气体G2包括六氟化钨、氢气、氮气以及硅烷，使氮基晶圆11上可以沉积钛层或氮化钛层。
气体供应器13提供气体G2到氮基晶圆11的顶面114，且被夹持环12暴露的区域可以增加。因为倾斜表面120位于夹持环12的顶部，通过研磨底部的抛光表面121，可以增加夹持环12的开口在方向d2的宽度W3，且方向d2垂直于方向d1。因此，也可以增加气体G2的提供速率，并且可以在不剥离的情况下进行导电层的沉积。
图2为本公开的一些实施例中加热载体和夹持环的上视图，为了清楚起见，夹持环用虚线示出。在本实施例中，夹持环12在载体表面100上覆盖了环状区域，且夹持环12覆盖载体表面100的宽度W1为20毫米。换句话说，夹持环12覆盖载体表面100的边缘，而夹持环12暴露了载体表面100的中央区域，所以载体表面100上的氮基晶圆11可以自气体供应器13接收气体G2。通过在载体表面100上提供足够的气体G2，可以在氮基晶圆11上沉积没有剥离的导电层。在一些实施例中，宽度W1落在19.94毫米至20.06毫米的范围。
图3为本公开的一些实施例中氮基晶圆化学气相沉积器件的另一剖面图，且图3为图1中一区域的放大图。夹持环12覆盖载体表面100的宽度W1为20毫米。在一些实施例中，宽度W1落在19.94毫米至20.06毫米的范围。
在一些实施例中，氮基晶圆11包括衬底110。多个HEMT器件配置在衬底110上。衬底110的厚度H3为1150微米。因此，衬底100用以形成多个氮化物器件，且衬底110的厚度H3足以在氮基晶圆化学气相沉积器件中沉积导电层。在一些实施例中，厚度H3落在1100微米至1200微米的范围。
在本实施例中，衬底110具有衬底层、第一氮化物层和第二氮化物层。第一氮化物层配置在衬底层上方，且第二氮化物层配置在第一氮化物层上。衬底层的示例性材料可以包括，例如但不限于，硅(Si)、硅锗(SiGe)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、p掺杂硅、n掺杂硅、蓝宝石、绝缘体上半导体(例如绝缘体上硅(silicon on insulator,SOI))或其他合适的衬底材料。在一些实施例中，衬底层可以包括，例如但不限于，Ⅲ族元素、Ⅳ族元素、Ⅴ族元素或其组合(例如ⅢⅤ族化合物)。在一些其他的实施例中，衬底层可以包括例如但不限于一个或多个其他特征，例如掺杂区、掩埋层、外延(epitaxy,epi)层或其组合。
在一些实施例中，衬底层可以具有成核层。成核层形成在衬底层上。成核层可以和衬底层形成一个介面。成核层用以提供可以在其上生长Ⅲ族氮化物材料的顶面。换句话说，成核层形成适当的模板，以从衬底层的晶格过渡到更适合Ⅲ族氮化物材料生长的模板。成核层可以提供过渡以容置衬底层和要在其顶面上形成(例如外延形成)的Ⅲ族氮化物层之间的失配/差异。此失配/差异可来自不同的晶格常数或热膨胀系数。成核层的示例性材料可以包括，例如但不限于，氮化铝或其任何合金。
在一些实施例中，衬底层具有缓冲层。缓冲层形成在成核层上。缓冲层可以和成核层形成介面。缓冲层用以减少底层和将在缓冲层上形成的层(例如在其上外延形成)之间的晶格和热失配，从而解决由于失配/差异而导致的缺陷。缓冲层包括ⅢⅤ族化合物。ⅢⅤ族化合物可以包括，例如但不限于，铝、镓、铟、氮化物或其组合。因此，缓冲层的示例性材料可以进一步包括，例如但不限于，氮化铝、氮化铝镓、氮化铝镓铟或其组合。
第一氮化物层配置在缓冲层上方。氮化物层可以是基于ⅢⅤ族氮化物的半导体层。氮化物层的示例性材料可以包括例如但不限于氮化物或ⅢⅤ族化合物，例如氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)、氮化铝铟(InAlN)、InxAlyGa(1-x-y)N，其中x+y≤1、AlyGa(1-y)N，其中y≤1。
参照图3，在本实施例中，氮基晶圆11具有氧化物层111。氧化物层111覆盖多个HEMT器件。抛光表面121和氧化物层111之间在方向d1上的距离H2是0.05毫米。因此，氧化物层111可以和夹持环12维持间隙，使导电层可以适当地配置在氧化物层111上。在一些实施例中，距离H2落在0.03毫米至0.07毫米的范围。
本实施例的氮基晶圆11包括导电层112以及导电层113。导电层112不具有剥离结构，并且导电层112覆盖氧化物层111的顶部面积的95.1％以上。导电层113不具有剥离结构，并且导电层113覆盖导电层112的顶部面积的98.4％以上。换句话说，这些导电层112、113可以以高覆盖率且没有剥离结构地覆盖氧化物层111。
导电层112具有边缘1120，且边缘1120是垂直的。导电层113具有边缘1130，且边缘1130是垂直的。导电层112的边缘1120和导电层113的边缘1130之间的水平宽度少于200微米。边缘1120和边缘1130沿着方向d2的距离是200微米。因此，导电层12以高覆盖率适当地沉积在导电层113上。
具体而言，导电层112包括氮化钛(TiN)，且导电层113包括钨(W)。在一些实施例中，导电层112包括钛(Ti)。化学气相沉积可以通过氢气G1以及气体G2的气流适当地沉积导电层112在氧化层111上。同时，通过氢气G1以及气体G2的气流可以适当地沉积导电层113在导电层112上。
以下将参考根据本公开的一些实施例的多个图来描述氮基晶圆化学气相沉积器件1的一些沉积方法。
图4为本公开的一些实施例的沉积方法的步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件1的剖面图。请参照图4，此沉积方法包括：研磨夹持环12并减少夹持环12的厚度，并在夹持环12上形成抛光表面。在研磨过程中，夹持环12的厚度从厚度H4降低至厚度H5，且抛光表面121和加热载体100的载体表面100之间的距离H1增大。
在本实施例中，夹持环12配置在加热载体10的载体表面100的上方。在研磨工序之后，夹持环12具有倾斜表面120、抛光表面121以及顶面122。抛光表面121朝向载体表面100，而倾斜表面120、顶面122背向载体表面100。倾斜表面120与顶面122连接，且顶面122位于远离夹持环12的中心的位置。在研磨过程中，倾斜表面120被减少，而顶面122维持不变。因此，抛光表面121提供更多在气体通道101的开口102上方的空间，且增加了被夹持环12暴露的载体表面100。
具体而言，研磨夹持环12并减少夹持环12的厚度的步骤包括：将夹持环12的厚度从厚度H4研磨至厚度H5。举例而言，在方向d1上，厚度H4为1.34毫米，而厚度H5为1.2毫米。因此，在研磨之后，在抛光表面121和载体表面100之间提供了足够的空间，并且来自气体通道101的气流可以轻易地到达载体表面100。
在一个方面，研磨夹持环12并减少夹持环12的厚度的步骤包括：研磨覆盖加热载体10的夹持环12的环形区域，其中夹持环12覆盖加热载体10的宽度从宽度W2减少至宽度W1。举例而言，在方向d2上，宽度W2为20.3毫米，宽度W1是20毫米。由夹持环12暴露的载体表面100的面积增加，并且来自夹持环12上方的源的气流可以以足够的量轻易地到达载体表面100。
在一个方面，研磨夹持环12并减少夹持环12的厚度的步骤包括：研磨夹持环12并增加抛光表面121和载体表面100之间在方向d1上的距离。距离H1增加，而夹持环12和加热载体10之间也提供了较大的空间。因此，载体表面100上的物体可以轻易地接收通过夹持环12和加热载体10之间的间隙的气流。
图5为本公开的一些实施例的沉积方法的步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件1的剖面图。参照图5，在研磨夹持环12之后，沉积方法包括：配置氮基晶圆11在加热载体10的载体表面100上。
在本实施例中，氮基晶圆11不覆盖载体表面100的外围，并且载体表面100被气体通道101的开口102包围。氮基晶圆11具有衬底110以及氧化物层111，且氧化物层111配置在衬底110上。多个HEMT器件配置在衬底110上，且衬底110的厚度H3为1150微米，且距离H1为1.15毫米。因此，加热载体10和夹持环12之间可以保持连续的空间。
具体而言，载体表面100和抛光表面121之间的距离H1为1.15毫米，氧化物层111和抛光表面121之间的距离H2可以保持为0.05毫米。氧化物层111上方的区域可以从气体通道101的开口102接受足够的气体。因此，氧化物层111提供适当的平台以执行导电材料的沉积。
图6至图8为本公开的一些实施例的沉积方法的一些步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图。参照图6至图8，在配置氮基晶圆11之后，此沉积方法包括：沉积导电材料在氮基晶圆11上。因为距离H1为1.15毫米，氧化物层111和抛光表面121之间具有足够的间隙，并且可以在不剥离的情况下沉积导电材料。在一些实施例中，距离H1落在1.1毫米至1.2毫米的范围。
具体而言，参照图6，在本实施例的沉积方法中，在氮基晶圆11上沉积导电材料的步骤包括：通过加热载体10的气体通道101提供氢气G1。氢气G1由连接至气体通道101的气体源14提供。因为加热载体10和夹持环12维持适当的距离H1，来自开口102的氢气G1可以轻易到达氮基晶圆11，并且可以适当地沉积导电材料。
在一方面，氮基晶圆化学气相沉积器件1的气体供应器13配置在载体表面100的上方，并且沉积导电材料在氮基晶圆11上的步骤包括：通过气体供应器13提供六氟化钨、氢气、氮气和硅烷。此外，在一些情况下，沉积导电材料在氮基晶圆11上的步骤包括：通过气体供应器13提供六氟化钨以及硅烷。
参照图7，沉积导电材料在氮基晶圆上的步骤包括：在氮基晶圆11上沉积导电层112。在沉积过程中，氢气G1通过气体通道101的开口102提供，并且气体G2由图6所示的气体供应器13提供。气体G2包括六氟化钨、氢气、氮气和硅烷。由于载体表面100和抛光表面121之间的距离H1是足够的，所以导电层112可以不剥离地沉积，并且导电层112包括氮化钛。
参照图8，沉积导电材料在氮基晶圆上的步骤包括：在导电层112上沉积导电层113。在沉积过程中，氢气G1通过气体通道101的开口102提供，并且气体G2由图6所示的气体供应器13提供。气体G2包括六氟化钨和硅烷。由于载体表面100和抛光表面121之间的距离H1是足够的，所以导电层113可以不剥离地沉积，并且导电层113包括钨。
图9及图10为本公开的一些实施例的沉积方法的一些步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件1的剖面图。本实施例的氮基晶圆化学气相沉积器件1的沉积方法包括：向上移动夹持环12，使夹持环12的抛光表面121远离加热载体10的载体表面100。参照图9，在本实施例中，夹持环12向上移动距离D3，并且增加载体表面100和抛光表面121之间的距离H6。举例而言，距离H6为1.1毫米。因此，载体表面100和抛光表面121之间的空间增大，并且气体通道101的开口102和抛光表面之间的空间也增大。
参照图10，此沉积方法还包括：研磨夹持环12以减小夹持环12的厚度。具体而言，夹持环12具有倾斜表面120、抛光表面121以及顶面122，而顶面122和抛光表面121之间的厚度被减小了。举例而言，厚度从厚度H4减小至厚度H5。举例而言，在方向d1上，厚度H4为1.34毫米，而厚度H5为1.2毫米。抛光表面121和载体表面100之间的距离H1增加。夹持环12和加热载体10之间的空间进一步增大，夹持环12的抛光表面121和加热载体10的载体表面100之间的间隙增大，夹持环12的抛光表面121和气体通道101的开口102之间的间隙增加。因此，来自开口102的气流可以轻易地传递到载体表面100上的物质。举例而言，距离H1为1.15毫米。
在一些实施例中，沉积方法可以在不研磨夹持环12的情况下进行以下步骤。
图11为本公开的一些实施例的沉积方式的步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件1的剖面图。在移动夹持环12之后，沉积方法包括：在加热载体10的载体表面100上配置氮基晶圆11，其中氮基晶圆11具有多个HEMT器件。
在本实施例中，氮基晶圆11包括覆盖这些HEMT器件的氧化物层111。氮基晶圆11具有衬底110，且这些HEMT器件配置在衬底110上。此外，衬底110的厚度H3为1150微米，并且衬底110可以具有包括氮化镓或氮化铝镓的氮化物层。
在一方面，抛光表面121和氧化物层111之间在方向d1上的距离H2为0.05毫米。因此，氧化物层111和夹持环12维持间隙，并且通过间隙提供足够的气体，使导电层可以适当地配置在氧化物层111上。
图12为本公开的一些实施例的沉积方法的步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件的剖面图。在配置氮基晶圆11之后，本实施例的沉积方法包括：在这些HEMT器件上沉积导电层112。导电层112可以包括氮化钛或钛。
因为氮基晶圆11具有氧化物层111，氧化物层111被导电层112覆盖，使得气流穿过氧化物层111和夹持环12之间的间隙。因此，可以不剥离地沉积导电层112。
图13及图14为本公开的一些实施例的沉积方法的一些步骤的氮基晶圆化学气相沉积器件1的剖面图。在沉积导电层112之后，本实施例的沉积方法包括：沉积钨层113A以覆盖导电层；以及在载体表面100和夹持环12之间的距离H7增加到1.2毫米的条件下，将气流从氮基晶圆11和夹持环12之间的间隙向上引入到导电层112和夹持环12之间的间隙。因为距离H7增加到1.2毫米，并且引入气流(氢气G1)，所以可以在不剥离的情况下适当地沉积钨层113A。
参照图13，本实施例的沉积方法还包括：在沉积如图14所示的钨层113A之前重新调整氧化物层111和夹持环12之间的距离D4。氧化物层111和夹持环12之间的间隙进一步加大，使钨层113A可以在不剥离的情况下适当地沉积。
在一方面，在本实施例的沉积方法中，在沉积导电层112在这些HEMT器件上之后，沉积钨层113A之前垂直移动夹持环12。夹持环12沿着方向d1(垂直方向)移动，距离H7增加到1.2毫米，并且抛光表面121和载体表面100之间的距离进一步增加。在钨层113A的沉积期间可以充分提供气流(氢气G1)，并且在沉积期间也可以充分提供气体G2，因此可以在不剥离的情况下沉积钨层113A。
选择和描述实施例是为了最佳地解释本公开的原理及其实际应用，使得所属领域的其他技术人员能够理解本公开的各种实施例，并且能够进行适合于预期的特定用途的各种修改。
如本文中所使用且不另外定义，术语“大体上(substantially/substantial)”、“大致”和“约”用于描述并考虑较小变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可涵盖事件或情形明确发生的情况以及事件或情形近似于发生的情况。例如，当结合数值使用时，所述术语可涵盖小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。术语“大体上共面”可指沿同一平面定位的在数微米内的两个表面，例如沿同一平面定位的在40μm内、30μm内、20μm内、10μm内或1μm内的两个表面。
如本文中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数术语“一(a/an)”和“所述”可包含多个提及物。在描述一些实施例时，一个组件设置“在另一组件上或之上”可涵盖前者组件直接在后者组件上(例如，与后者组件物理接触)的情况，以及一个或多个中间组件定位在前者组件和后者组件之间的情况。
虽然已参考本公开的具体实施例描述并说明本公开，但这些描述和说明并非限制性的。所属领域的技术人员应理解，可在不脱离如由所附权利要求书定义的本公开的真实精神和范围的情况下，进行各种改变及取代等效物。图示可能未必按比例绘制。归因于制造工艺和公差，本公开中的工艺再现与实际设备之间可能存在区别。此外，应理解，实际装置和层可能会偏离附图中的矩形层描绘，并且由于共形沉积、蚀刻等制造工艺，可能包含角、表面或边缘、圆角等。可能存在未具体说明的本公开的其它实施例。应将本说明书和图式视为说明性而非限制性的。可进行修改，以使特定情形、材料、物质组成、方法或工艺适宜于本公开的目标、精神和范围。所有此类修改都既定在所附权利要求书的范围内。虽然本文中公开的方法已参考按特定次序执行的特定操作加以描述，但应理解，可在不脱离本公开的教示的情况下将这些操作组合、细分或重新排序以形成等效方法。因此，除非在本文中具体指示，否则操作的次序和分组并非限制性的。
Claims (25)
1.一种氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，包括：
加热载体，包括载体表面；
氮基晶圆，配置在所述载体表面上；以及
夹持环，配置在所述载体表面以及所述氮基晶圆的上方；
其中所述夹持环包括：
倾斜表面；以及
抛光表面，与所述倾斜表面相反；
其中所述氮基晶圆具有多个HEMT器件；
其中所述抛光表面与所述载体表面平行；
其中所述抛光表面与所述载体表面之间在第一方向上的距离落在1.1毫米至1.2毫米的范围，且所述第一方向和所述载体表面的法线平行。
2.根据权利要求1所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述夹持环在所述载体表面上覆盖环形区域，且所述夹持环覆盖所述载体表面的宽度落在19.94毫米至20.06毫米的范围。
3.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述氮基晶圆具有氧化物层，且所述氧化物层覆盖所述多个HEMT器件，且所述抛光表面和所述氧化物层之间在所述第一方向上的距离落在0.03毫米至0.07毫米的范围。
4.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述氮基晶圆包括衬底，且所述多个HEMT器件配置在所述衬底上，且所述衬底的厚度落在1100微米至1200微米的范围。
5.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述加热载体具有气体通道，且所述气体通道形成围绕所述载体表面的开口。
6.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述气体通道用以提供氢气。
7.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述气体通道连接所述夹持环和所述加热载体之间的空间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，还包括配置在所述载体表面上方的气体供应器，其中所述气体供应器用以提供六氟化钨和硅烷。
9.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述夹持环被磨过以降低夹持环的厚度，并增加所述载体表面以及所述抛光表面之间的距离。
10.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述氮基晶圆包括：
衬底；
氧化物层，配置在所述衬底上；
第一导电层，配置在所述氧化物层上；以及
第二导电层，配置在所述第一导电层上；
其中所述第一导电层的边缘和所述第二导电层的边缘之间的水平宽度低于200微米。
11.根据前述权利要求中任一项所述的氮基晶圆化学气相沉积器件，其特征在于，其中所述第一导电层包括氮化钛，且所述第二导电层包括钨。
12.一种氮基晶圆化学气相沉积器件的沉积方法，其特征在于，包括：
研磨夹持环并减少所述夹持环的厚度，并在所述夹持环上形成抛光表面；
配置氮基晶圆在加热载体的载体表面上；以及
沉积导电材料在所述氮基晶圆上；
其中所述氮基晶圆化学气相沉积器件包括所述加热载体、所述氮基晶圆以及所述夹持环，且所述加热载体包括所述载体表面，且所述夹持环配置在所述载体表面以及所述氮基晶圆上方，且所述夹持环包括倾斜表面，且所述抛光表面与所述倾斜表面相反；
其中所述氮基晶圆具有多个HEMT器件；
其中所述抛光表面与所述载体表面平行；
其中所述抛光表面与所述载体表面之间在第一方向上的距离落在1.1毫米至1.2毫米的范围，且所述第一方向和所述载体表面的法线平行。
13.根据权利要求12所述的沉积方法，其特征在于，其中研磨所述夹持环并减少所述夹持环的厚度的步骤包括：
将所述夹持环的厚度从1.35毫米研磨至1.20毫米。
14.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，其中研磨所述夹持环并减少所述夹持环的厚度的步骤包括：
研磨覆盖所述加热载体的所述夹持环的环形区域，其中所述夹持环覆盖所述加热载体的宽度从20.3毫米减少至20毫米。
15.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，其中研磨所述夹持环并减少所述夹持环的厚度的步骤包括：
研磨所述夹持环并增加所述抛光表面与所述载体表面之间在所述第一方向上的距离。
16.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，其中所述氮基晶圆具有氧化物层，且所述氧化物层覆盖所述多个HEMT器件，且所述抛光表面和所述氧化物层之间在所述第一方向上的距离落在0.03毫米至0.07毫米的范围。
17.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，其中所述氮基晶圆包括衬底，且所述多个HEMT器件配置在所述衬底上，且所述衬底的厚度落在1100微米至1200微米的范围。
18.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，其中所述加热载体具有气体通道，且沉积所述导电材料在所述氮基晶圆上的步骤包括：
通过所述气体通道提供氢气；
其中所述气体通道形成围绕所述载体表面的开口。
19.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，其中所述氮基晶圆化学气相沉积器件包括气体供应器，且所述气体供应器配置在所述载体表面的上方；其中沉积所述导电材料在所述氮基晶圆上的步骤包括：
通过所述气体供应器提供六氟化钨和硅烷。
20.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，沉积所述导电材料在所述氮基晶圆上的步骤包括：
沉积第一导电层在所述氮基晶圆上；以及
沉积第二导电层在所述第一导电层上；
其中所述第一导电层包括氮化钛，而所述第二导电层包括钨。
21.一种氮基晶圆化学气相沉积器件的沉积方法，其特征在于，包括：
向上移动夹持环，使所述夹持环的抛光表面远离加热载体的载体表面；
在所述加热载体的所述载体表面上配置氮基晶圆，其中所述氮基晶圆具有多个HEMT器件；
在所述多个HEMT器件上沉积导电层；
沉积钨层以覆盖所述导电层；以及
在所述载体表面和所述夹持环之间的距离增加到1.2毫米的条件下，将气流从所述氮基晶圆和所述夹持环之间的间隙向上引入到所述导电层和所述夹持环之间的间隙。
22.根据权利要求21所述的沉积方法，其特征在于，其中所述氮基晶圆包括覆盖所述多个HEMT器件并被所述导电层覆盖的氧化物层，使得所述气流穿过所述氧化物层和所述夹持环之间的间隙。
23.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，还包括：
在沉积所述钨层之前重新调整所述氧化物层和所述夹持环之间的距离。
24.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，其中所述夹持环在沉积所述导电层在所述HEMT器件上之后及沉积所述钨层之前垂直移动。
25.根据前述权利要求中任一项所述的沉积方法，其特征在于，还包括：
在配置所述氮基晶圆在所述加热载体的所述载体表面之前研磨所述夹持环以减小所述夹持环的厚度。
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