CN1769288A - 有机金属化合物 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于化合物半导体制造中的组合物。还提供了使用这些组合物的化合物半导体的制造方法。

Description

有机金属化合物
技术领域
本发明一般涉及有机金属化合物领域。具体地，本发明涉及用于化合物半导体制造的有机金属化合物。
背景技术
在含IIIA族金属膜的气相沉积中，三烷基IIIA族金属化合物用作前体。在使用金属有机化学气相沉积(“MOCVD”)技术制造诸如氮化镓(GaN)的III/V化合物半导体中，三甲基镓和氨(V族前体)以气相传输至高温沉积室中，化合物分解且GaN膜沉积在加热至温度为1000℃高或更高的基材上。在该过程中，由于仅消耗少量的氨，在膜中并入大量氨与氮一起使用效率很低。III族氮化物生长中氨的常用量超过III族有机金属的用量几千倍摩尔。半导体制造中需要的更纯的氨非常昂贵并且难以处理大量的氨。未反应的氨作为废气存在于沉积室中并进入周围环境。其它V族前体，诸如例如InP制造中用到的磷和例如GaAs制造中用到的砷，在使用中存在类似的问题。
一直以来致力于改善这些沉积工艺。例如，在AlxGa1-xAs膜的金属有机化学气相沉积中结合三甲基镓、三甲基铝和砷一起使用盐酸，例如Fujii等公开的，Surface Orientation Dependency for AlGaAs growth rate with/without HCl in MOCVD，Journal of Crystal Growth，259卷，327-334页，2003。HCl的存在产生复杂结果，但是发现HCl可以增大膜中的铝量。注意对使用的砷量没有影响。
GaN基微电子器件制备中的一个问题是具有低缺陷密度的GaN半导体层的制备。基材上生长氮化镓层是造成缺陷密度问题的主要原因。因此，虽然在蓝宝石基材上已经生长了GaN层，但是形成在碳化硅基材上的氮化铝缓冲层可以减小沉积其上的GaN层的缺陷密度。虽然有这些优点，但是希望继续减小缺陷密度且还没有满足要求，因为选择蓝宝石基材是非常昂贵的。
已经使用砷金属(As4)、三乙基镓和二甲基氯化镓或二乙基氯化镓采用分子束外延在GaAs基材上选择性生长GaAs膜。三乙基镓和二甲基氯化镓或二乙基氯化镓采用大约等克分子的(equimolar)量。该方法在掩模的和构图的基材上得到GaAs膜的选择区域外延生长，仅在暴露出的GaAs基材上沉积多晶GaAs。这种方法没有尝试砷，气态VA族化合物。
需要一种用于使用热分解技术，例如化学气相沉积(“CVD”)和尤其是MOCVD技术制造III/V族半导体的改善方法。还需要减小在使用CVD技术制造具有实质减小的缺陷密度的半导体中使用的危险VA族化合物源的量。
发明内容
本发明针对上述缺点，提供一种在基材上沉积包括IIIA族金属的膜的方法，包括以下步骤：a)以气相传输具有分子式R3M的IIIA族金属化合物至含有基材的沉积室中，其中M是IIIA族金属，各R独立地是(C1-C10)有机基或氢；b)将催化量的催化剂化合物以气相传输至含有基材的沉积室中；c)将VA族气态化合物传输至含有基材的沉积室中；d)在沉积室中分解IIIA族金属化合物和VA族气态化合物；和e)在基材上沉积包括IIIA族金属的膜，其中催化剂化合物催化了VA族气态化合物的分解。优选地，沉积在基材上的膜含有IIIA族金属和VA族元素，例如III/V族化合物半导体。
通过本发明还提供了一种包括容器的蒸汽传送设备，该容器具有拉长圆柱形部分、顶部封闭部分和底部封闭部分，所述的拉长圆柱形部分具有内表面，所述内表面具有横截面，容器具有用于导入载体气体的进口和用于排出载体气体的出口，拉长圆柱形部分具有容纳分子式为R3M的IIIA族金属化合物和能够催化VA族气态化合物分解的催化剂化合物的室，其中M是IIIA族金属和各R独立地是(C1-C10)有机基或氢；所述的进口与所述的室流体相连和所述的室与所述的出口流体相连。催化剂化合物能够催化VA族气态化合物的分解。
具体实施方式
如整个说明书中用到的，下面的缩写具有下面的意思，除非上下文中明确表示其它意思：℃＝摄氏度；mol＝摩尔；g＝克；ca.＝约；mol％＝摩尔百分比；ppm＝百万分之几；μm＝微米；Me＝甲基；Et＝乙基；iPr＝异丙基；iBu＝异丁基；nPr＝正丙基；nBu＝正丁基；tBu＝叔丁基；Bz＝苯和Cp＝茂基。
“卤素”指氟、氯、溴和碘，和“卤代(halo)”指氟代、氯代、溴代和碘代。“烷基”包括直链的、支链的和环烷基。同样，“烯烃”和“炔基”分别包括直链的、支链的和环的烯烃和炔基。如这里用到的，“CVD”意指包括各种形式的化学气相沉积，例如MOCVD、金属有机气相外延(“MOVPE”)、有机金属气相外延(“OMVPE”)、有机金属化学气相沉积(“OMCVD”)和远距离等离子体化学气相沉积(“RPCVD”)。措辞“a”和“an”指单数和复数。
除非另外提到，所有的量为重量百分比和所有的比率是摩尔比率。所有的数字范围是包括端点的和以任意顺序合并的(combinable in any order)，除了其中该数字范围清楚地限制为合计至100％。
本发明提供了一种在基材上沉积包括IIIA族的膜的方法，包括以下步骤：a)将具有分子式R3M的IIIA族金属化合物以气相传输至含有基材的沉积室中，其中M是IIIA族金属和各R独立地是(C1-C10)有机基或氢，；b)将催化量的催化剂化合物以气相传输至含有基材的沉积室中；c)将VA族气态化合物传输至含有基材的沉积室中；d)在沉积室中分解IIIA族金属化合物和VA族气态化合物；和e)在基材上沉积包括IIIA族金属的膜，其中催化剂化合物催化了VA族气态化合物的分解。
本发明中可以广泛使用多种IIIA族金属化合物。在这些化合物中，R基团可以是相同的或不同的，即化合物可以分别是homoleptic或heteroleptic。合适的用于R的基团包括烷基、链烯基、炔基和芳基。R族可任选地被一个或多个化学式为NR’R”的二烷基胺(dialkylamino)基团取代，其中R’和R”独立地是(C1-C4)烷基。通过“取代”，意味着有机基的一个或多个氢被二烷基胺基团取代。典型地，R是(C1-C6)烷基、可任选地被一个或多个二烷基胺基团取代。在一个实施例中，IIIA族金属化合物具有分子式R3M，其中各R独立地是(C1-C6)烷基和M选自铟、镓和铝。典型的R基团包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、烯丙基、乙烯基和苯基。
典型的IIIA族金属化合物包括，但不限于，三甲基铟、三乙基铟、三正丙基铟、三异丙基铟、二甲基异丙基铟、二甲基乙基铟、二甲基叔丁基铟、甲基二叔丁基铟、甲基二异丙基铟、烯丙基二甲基铟、甲基二烯丙基铟、三甲基镓、三乙基镓、三异丙基镓、三叔丁基镓、二甲基异丙基镓、二乙基叔丁基镓、烯丙基二甲基镓、甲基二异丙基镓、二甲基叔丁基镓、二甲基新戊基镓、甲基乙基异丙基镓、三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三异丙基铝、三叔丁基铝、二甲基异丙基铝、二甲基乙基铝、二甲基叔丁基铝、甲基二叔丁基铝、甲基二异丙基铝、烯丙基二甲基铝和甲基二烯丙基铝。
本发明的IIIA族金属化合物通常是商业上可得到的或可通过现有技术中描述的方法制备的，例如见US专利No.5,756,786、6,680,397和6,770,769。该化合物可直接使用或可在使用之前进一步提纯。
适合的催化剂化合物是任何可催化VA族气态化合物分解的化合物，其依次适于增强VA族元素在III/V化合物半导体膜中的结合，尤其使用气相化合物的热分解技术。然而不希望被理论束缚，相信催化剂化合物还将减小在必要的制备III/V化合物半导体膜的气相中VA族元素与IIIA族金属化合物的摩尔比率。典型的催化剂化合物包括，但不限于，包括一种或多种IIIA族金属、VA族元素或两者的化合物。在一个实施例中，催化剂化合物是分子式R1 aMYb的化合物，其中M是IIIA族金属，各R1独立地选自(C1-C10)有机基和氢，各Y独立地选自卤素和氢，a是从0到2的整数，b是1-3的整数，且a+b＝3。该化合物典型含有1-3个卤素，该卤素可以是相同或不同的。在另一个实施例中，R1典型为(C1-C6)烷基。
用作催化剂化合物的含VA族元素的化合物可以包括选自氮、磷、砷、锑和铋的一种或多种元素。在一个实施例中，催化剂化合物包括选自氮、磷和砷的一种或多种元素。该催化剂化合物包括，不限于，伯(primary)胺、仲(secondary)胺、叔(tertiary)胺、伯膦、仲膦、叔膦、伯胂、仲胂、叔胂、伯_、仲_、叔_、伯
Figure A20051012838100071
(bismuthines)、仲
Figure A20051012838100072
叔
典型的催化剂化合物包括，但不限于，三氯化铟、甲基二氯化铟、二甲基氯化铟、叔丁基二氯化铟、三溴化铟、甲基二溴化铟、乙基二溴化铟、异丙基二溴化铟、三氯化镓、甲基二氯化镓、乙基二氯化镓、三溴化镓、甲基二溴化镓、异丙基二氯化镓、三氯化铝、甲基二氯化铝、二甲基氯化铝、乙基二氯化铝、三溴化铝、甲基二溴化铝、三氟化铝、肼、非对称二甲基肼、苯基肼、异丁基肼、二异丙基胺、叠氮酸、三氯化磷、甲基二氯化磷、苯基二氯化磷、三溴化磷、甲基二溴化磷、三丁基膦、二膦基乙烷(bisphosphinoethane)、三氯化砷、甲基二氯化砷、甲基二溴化砷、乙基二氯化砷、丙基二溴化砷、单乙基砷、二乙基砷、叔丁基胂、甲基二氯化锑、乙基二氯化锑、三溴化锑、甲基二溴化锑、二乙基铍、三乙基硼、正丁基锂、二(正丁基)镁、二(茂基)镁、三(二甲基氨基)镓、二(乙基茂基)镍、四(tetrakis)(二乙基氨基)钼、五(pentakis)(二甲基氨基)钽、四(乙基甲基氨基)锆和四氯化钛。
在一个实施例中，含IIIA族金属的催化剂化合物具有与用在IIIA族金属化合物中相同的金属。在另一个实施例中，包括VA族元素的催化剂化合物在反应中使用氨时含有氮、使用磷化氢时含有磷、使用砷化氢时含有砷。在另一个实施例中，使用含有与IIIA族金属或使用气体(氨、磷化氢或砷化氢)不同的等电子元素的催化剂化合物表现出一定的优点。作为例子，但不希望被任何理论限制，使用含有与用于生长所需的膜不同的等电子元素的催化剂化合物可以确保通过调整表面重建工艺(surface reconstruction process)和/或改善掺入效率(incorporation efficiency)在膜生长期间调整带隙能量。
通常，催化剂化合物以催化量存在，其为以IIIA族金属化合物的摩尔数为基准计，≤5mol％的量。典型地，催化剂化合物以≤4mol％，更典型地≤3mol％的量存在。然而可以期望任意量的催化剂化合物以提供本发明的益处，典型使用大于IIIA族金属化合物中的杂质典型水平的最小量，虽然更少的量也是有用的。例如，催化剂的催化量以IIIA族金属化合物的重量为基准计，至少为5ppm，更典型至少10ppm和进一步更典型至少20ppm。催化剂化合物可用范围从5ppm至5mol％，以及更典型从10ppm至5mol％。
催化剂化合物通常是商业上可获得的，或可以通过现有技术公知的方法制备。该化合物可以被使用或可以在使用之前进一步提纯。
本发明适于采用多种VA族气态化合物。典型VA族气态化合物包括，但不限于氨、磷化氢和砷化氢，其通常是商业上可获得的并可被直接使用或进一步提纯。
在化学气相沉积工艺中，将IIIA族金属化合物、催化剂化合物和VA族气态化合物以气相传输至沉积室(反应室)。在反应室中时，化合物热分离并在基材上沉积所需的膜。
IIIA族金属化合物和催化剂化合物可以是固体、液体或气体。当IIIA族金属化合物和催化剂化合物是固体、液体或气体时，它们会结合进入单个传递设备，例如打泡机。例如，两种或多种气体、两种或多种液体、两种或多种固体、或液体和固体化合物的混合物会结合进入单个传送设备。可选地，可以使用多个传送设备。例如，IIIA族金属化合物可以加入第一传输设备和催化剂化合物可以加入第二传送设备。当气态催化剂化合物与固体和/或液体IIIA族金属化合物一起使用时，优选气态催化剂化合物与固体和/或液体IIIA族金属化合物不是同一个传送设备。
在一个实施例中，通过首先在具有连接到沉积室的出口的蒸汽传送设备中放置所需的IIIA族金属化合物，即源化合物，和催化剂化合物，来沉积包括IIIA族金属和VA族元素的膜。本发明提供了一种包括分子式R3M的IIIA族金属化合物和包括一种或多种VA族元素的催化剂化合物的组合物，其中M是IIIA族金属和各R独立地是(C1-C10)有机基或氢。在该组合物中，VA族元素可以使用在催化剂化合物中。特别的，催化剂化合物可以包括一种或多种氮、磷和砷。组合物中存在的催化剂化合物典型的量为以IIIA族金属化合物为基准计，从5ppm至5mol％。
在另一个实施例中，在第一蒸汽传送设备中放置IIIA族金属化合物并且在第二蒸汽传送设备中放置催化剂化合物。然后把各蒸汽传送设备连接至同一个沉积装置。然后从各自的传递设备将各种化合物传输进入沉积室，以提供气相的IIIA族金属化合物和催化剂化合物。将意识到可以使用多个含有IIIA族金属化合物的蒸汽传送设备从而提供多于一种的气相IIIA族金属化合物。在可选的实施例中，在单个传送设备中放置两种IIIA族金属化合物。
可选择的，当催化剂化合物是气体时，它可以与VA族气态化合物放置在同一个传送设备中。在另一个实施例中，各IIIA族金属化合物、催化剂化合物和VA族气态化合物可以放置在各传送设备中。
根据所使用的特定沉积装置，可以广泛使用多种蒸汽传送设备。当前体化合物混和物是固体时，可以使用在US专利No.6,444,038(Rangarajan等)和6,607,785(Timmons等)中公开的设备，以及其他设计。对于液体前体化合物混和物来说，可以使用在US专利No.4,506,815(Melas等)和5,755,885(Mikoshiba等)中公开的设备，以及其他液体前体蒸汽传送设备。在蒸汽传送设备中源化合物保持为液体或固体。固体源化合物典型的在传输至沉积室之前蒸发或升华。
本发明还提供了一种包括容器的蒸汽传送设备，该容器具有拉长圆柱形部分、顶部封闭部分和底部封闭部分，所述的拉长圆柱形部分具有内表面，所述内表面具有横截面，容器具有用于导入载体气体的进口和用于排出载体气体的出口，拉长圆柱形部分具有容纳分子式为R3M的IIIA族金属化合物和能够催化VA族气态化合物分解的催化剂化合物的室，其中M是IIIA族金属和各R独立地是(C1-C10)有机基或氢；所述进口与所述的室流体相连和所述的室与所述的出口流体相连。在一个实施例中，顶部封闭部分含有进口。在另一个实施例中，顶部封闭部分含有进口和出口。
在另一个实施例中，本发明提供了一种用于化学气相沉积III/V族化合物半导体膜的装置，包括一个或多个用于填充上述IIIA族金属化合物和催化剂化合物的流体气流的蒸汽传送设备。该蒸汽传送设备可用于向单个沉积室或多个沉积室提供气相的IIIA族金属化合物和催化剂化合物。
在适当的传送设备中提供VA族气态化合物，例如氨、磷化氢和砷化氢。该传送设备在现有技术中是公知的。使用传统技术将这些蒸汽传输至沉积室。
通过使载体气体经过蒸汽传送设备将源化合物和催化剂化合物典型传输至沉积室。适合的载体气体包括氮气、氢气和其混合物。通常，载体气体导入化合物表面上方或下方，并经过化合物到其上方的顶部空间或其下方的室，载体气体中混入或携带化合物气体。混入或携带的气体然后进入沉积室。当源化合物和催化剂化合物在同一个传送设备中时，载体气体混入源化合物和催化剂化合物的气体。
沉积室典型为在其内部设置至少一个、和可能多个基材的加热容器。沉积室具有一个出口，其典型连接至真空泵从而从室中抽出副产物并在适当位置减小压力。在大气压或减小的压力下能够进行MOCVD。沉积室保持足够高的温度以引起源化合物的分解。沉积室的温度从200°至1200℃，优化选择确切温度以提供有效的沉积。如果基材保持在高温，或如果通过RF源产生例如射频(RF)能量的其它能量，沉积室的温度作为一个整体可以任意减小。
在电子器件制造中，用于沉积的适合基材包括，但不限于，硅、砷化镓、磷化铟、蓝宝石、锗化硅和紧致硅(strained silicon)。该基材尤其可用在集成电路制造中。
继续所需足够长时间的沉积以产生具有所需性能的包括III/V化合物半导体的膜。特别，膜厚从几十纳米至几百微米。
根据本发明生长的典型III/V化合物半导体膜包括，但不限于，砷化镓、砷化镓铝、磷化铟、砷化镓铟、磷化铝镓铟、磷砷化镓铟、砷化镓铟/砷化镓/砷化镓铝、氮化镓、氮化镓铟、砷化铟和铋砷化铟。这些膜可用于电子和光学(包括光电)器件的制造中。
本发明的一个优点是催化剂化合物还可用作CVD反应室的清洁剂，从而减少反应室维持费用和反应室停工时间。特别是催化剂化合物含有卤素的情形。而且，使用这里的催化剂化合物和IIIA族金属化合物可以产生III/V半导体，其具有良好的调整/规则表面和带隙能量，增强的掺杂元素和掺杂剂的结合、作为缺陷移除结果的良好的表面形态、和与使用传统技术制得的III/V半导体相比改善的膜的柔性。另一个优点是在使用这里的催化剂化合物时，减小了III/V半导体制造中使用的V/III前体化合物的摩尔比率。例如，传统GaN膜沉积中氨(V)与镓前体(III)的摩尔比率约为3000∶1。根据本发明可减小该比率，例如≥10％、≥20％、≥30％或更多。另外，该催化剂化合物还可用作去氧剂，从而减小III/V化合物半导体膜生长器件的氧污染。
以下例子用于描述本发明的其它各方面。所有处理操作在惰性气氛中进行，典型地在干氮气气氛下。
实施例1
在大气压下工作并专用于GaN沉积的适合的冷壁、垂直的和导热MOCVD反应室中进行未掺杂GaN层的沉积。采用标准MOCVD技术于1050-1080℃在具有200μm厚的(0001)蓝宝石基材上沉积具有2μm厚的薄GaN层。预先通过在H2SO4∶H3PO4(3∶1比率)酸溶液中除污和酸洗化学处理蓝宝石基材。镓源是混有作为催化剂化合物的三氯化镓的催化量(以1摩尔的TMG计，0.5mol％)的三甲基镓(TMG)。氨气用作氮气源。载体气体稀释剂，50∶50的氮气和氢气混合物，采用约1.5-3升/分钟的流速。镓/催化剂源放置于打泡机中，并且与经过打泡机打泡(bubbled)的氢气一起以10-15微摩尔总镓/分钟的速度使用。氨以1-2升/分钟的流速经由分开的线导入。使得反应剂在加热至1060℃的蓝宝石基材上分解。在完成GaN层的沉积之后，在约1080℃的温度下退火该层。预期由此获得的GaN层具有减小的缺陷密度(例如108/cm2)。与传统未催化的GaN生长中所获得的相比，预期反应室具有显著减小的含有沉积物的多晶、非晶镓的沉积。
实施例2
根据实施例1的一般流程，使用特意混和催化量的非对称二甲基肼(0.25％摩尔每摩尔TMG)的三甲基镓(TMG)作为镓源，在相同条件下进行未掺杂GaN层的沉积。预期由此获得的GaN层与使用传统技术生产的GaN层相比具有减小的缺陷密度(约108/cm2)。预期反应室具有显著减小的含有沉积物的多晶、非晶镓的沉积。
实施例3
根据实施例1的一般流程，使用特意混和催化量的叔丁基磷(每摩尔TMA0.75％摩尔)的三甲基铝(TMA)作为铝源，在相同生长条件下进行未掺杂AlN层的沉积。预期由此获得的AlN层与使用传统技术生产的AlN层相比具有减小的缺陷密度。预期反应室具有显著减小的含有沉积物的多晶、非晶铝的沉积。
实施例4
根据实施例1的一般流程，在相同的生长条件下进行未掺杂AlInGaN层的沉积，采用以下有机金属源：特意混和催化量的叔丁基胺(0.45％摩尔每摩尔TMA)的三甲基铝(TMA)作为铝源、特意混和催化量的叔丁基膦(0.35％摩尔每摩尔TMG)的三甲基镓(TMG)作为镓源、特意混和催化量的二甲基氯化铟(0.15％摩尔每摩尔TMI)的三甲基铟(TMI)作为铟源。预期由此获得的AlInGaN层与使用传统技术生产的AlInGaN层相比具有减小的缺陷密度。预期反应室具有显著减小的含有沉积物的多晶、非晶铝的沉积。
实施例5
除了掺杂镁之外，重复例1，预期p型GaN层。在打泡机中提供二(茂基)镁并用作掺杂剂。使用与例1相同的条件，并且使用合适的镁掺杂剂的流速约为0.2微摩尔/分钟。使得反应剂在加热至1060℃的蓝宝石基材上分解。在完成GaN层的沉积之后，在约1080℃的温度下退火该层。预期由此获得的GaN层与使用传统技术制得GaN层相比具有减小的缺陷密度(约108/cm2)。与未使用这里的催化剂化合物的传统的GaN生长中相比，预期掺杂剂的结合增大了50％。预期反应室具有显著减小的含有沉积物的多晶、非晶镓的沉积。
实施例6
除了使用下面的反应物和条件以及适当的标准MOCVD膜生长技术之外，重复例1的程序。在各样品中，使用适当的基材，例如，蓝宝石用于样品6A、砷化镓用于样品6B和6C，以及磷化铟用于样品6J-6K。样品A中的载体气体是H2/N2。对于其它样品，载体气体使用H2。
  样品   半导体膜   III族源+(催化剂)   V族源+(催化剂)   预期生长温度(℃)
  6A   GaN   Et3Ga+(Et2GaBr)   NH3   1050
  6B   GaAs   Me3Ga+(Me2N-NH2)   AsH3   650
  6C   GaAs   Me3Ga+(Et2GaCl)   AsH3   700
  6D   GaSb   Me3Ga+(MeSbBr2)   Me3Sb   620
  6E   GaSb   Et3Ga   Me3Sb+(MeSbBr2)   620
  6F   GaAsSb   Me3Ga+(MeGaCl2)   Me3Sb+AsH3   600
  6G   GaAsP   Me3Ga+(tBuPCl2)   PH3+AsH3   650
  6H   AlGaAs   Me3Al+Me3Ga+(AsCl3)   AsH3   725
  6I   InAs   Me3In+(InCl3)   AsH3   600
  6J   InP   Me3In+(MeInBr2)   tBuPH2   600
  6K   InP   Me3In+(tBuPH2)+(AsMe3)   PH3   650
  6L   InSb   Me3In   tBuSbMe2+(Me2SbCl)   425
  6M   GaInP   Me3Ga+Me3In+(Et2GaCl)   PH3   625
  6N   AlInGaP   Me3Al+Me3Ga+Me3In+(Me2AlCl)   PH3   700
  6O   GaInAs   Me3Ga+Me3In+(EtAsH2)   AsH3   600
  6P   AlAs   Me3Al+(Me3N-AlH3)   AsH3   725
  6Q   GaN   (Me3Ga+RuCp2)   NH3   1050
  6R   AlGaN   (Me3Ga+Mo(EtBz)2)+Me3Al   NH3   1025
  6S   AlInGaP   Me3Al+iPr2MeIn+(Et3Ga+CoCp2)   tBuPH2   700
实施例7
除了使用下面的反应物和条件以及适当的标准MOCVD膜生长技术之外，重复实施例6的程序。在各样品中，使用适当的基材，例如，蓝宝石用于氮化镓膜、砷化镓用于砷化镓膜，以及磷化铟用于含铟膜。载体气体使用H2。催化剂使用的量至少为5ppm。
样品 催化剂(mol％)  IIIA族化合物/VA族化合物   半导体膜   预期生长温度(℃)
  7A   Al(iBu)3(＜2)   TMG/AsH3   GaAs   650
  7B   Al(NMe2)3(＜3)   TMG/NH3   GaN   1050
  7C   AlH3-NMe3(＜1)   TEG/DMHy   GaN   1040
  7D   MPA(＜2)   TMG/NH3   GaN   1010
  7E   Sb(NMe2)3(＜2)   TMG/PH3   GaP   650
  7F   Sb(iPr)3(＜1)   TMA/EDMIn/TMG/PH3   AlInGaP   700
  7G   tBuAsH2(＜3)   TEAl/TMG/AsH3   AlGaAs   720
  7H   AsMe3(＜4)   TMI/AsH3   InAs   600
  7I   As(NMe2)3(＜3)   TMG/MEAs   GaAs   650
  7J   BEt3(＜2)   TMI/BPE   InP   600
  7K   B(NMe2)3(＜3)   TMG/AsH3/PH3   GaAsP   700
  7L   B2(NMe2)4(＜1)   TMA/TMG/TMSb   AlGaSb   600
  7M   Ba(nPrMe4Cp)2(＜1)   TMG/PH3/TESb   GaPSb   625
  7N   BeEt2(＜2)   TMI/TMG/TIPSb   InGaSb   620
  7O   Be(NMe2)2(＜0.25)   TEG/AsH3/TMSb   GaAsSb   600
  7P   BiMe3(＜2)   TMA/TEIn/TMG/PH3   AlInGaP   650
  7Q   Ca(Me5Cp)2(＜0.5)   TMA/TMG/AsH3   AlGaAs   725
  7R   CoCp2(＜1)   DIPMeIn/TBA   InAs   600
  7S   Cu(TMHD)2(＜0.5)   TEIn/TBP   InP   600
  7T   CrCp2(＜1)   TMA/TMI/MIPAs   AlInAs   620
  7U   Cr(NEt2)4(＜2)   TIPIn/TBP   InP   600
  7V   ErCp3(＜0.5)   TMG/NH3   GaN   1050
  7W   FeCp2(＜0.25)   TMA/TEG/NH3   AlGaN   1020
  7X   GaEt3(＜2)   TMA/DIPMeIn/PH3   AlInP   625
  7Y   Ga(NMe2)3(＜3)   TEG/NH3   GaN   1050
  7Z   Me2Au(acac)(＜1)   TMA/TMI/TEG/BPE   AlInGaP   650
  7AA   Hf(NMe2)4(＜1)   DIPMeIn/TESb   InSb   425
  7BB   InCp(＜3)   TMA/TMG/DMHy   AlGaN   1040
  7CC   In(Me5Cp)(＜2)   TEAl/TEIn/TEG/PH3   AlInGaP   700
  7DD   LaCp3(＜1)   TEG/NH3   GaN   1050
  7EE   nBuLi(＜0.5)   TEG/TMSb   GaSb   620
  7FF   Mg(nBu)2(＜0.25)   TMG/TMI/AsH3   GaInAs   600
  7GG   MgCp2(＜0.5)   TEAl/AsH3   AlAs   725
  7HH   MnCp2(＜0.5)   TMG/NH3   GaN   1050
  7II   Mo(EtBz)2(＜1)   TEG/DMHy   GaN   1020
  7JJ   MoCp2(＜1.5)   TMG/AsH3   GaAs   650
  7KK   Mo(NEt2)4(＜1)   TMA/TEG/AsH3   AlGaAs   700
  7LL   tBuNH2(＜3)   TMI/TEG/NH3   InGaN   1010
  7MM   Me2N-NH2(＜2)   TMA/TMI/TEG/NH3   AlInGaN   950
  7NN   Ni(PF3)4(＜1)   TEG/TIPSb   GaSb   620
  7OO   Ni(EtCp)2(＜0.75)   TMA/TMI/AsH3   AlInAs   625
  7PP   OsCp2(＜1)   TEG/NH3   GaN   1025
  7QQ   Me3Pd(MeCp)(＜1)   TMA/TMI/TEG/PH3   AlInGaP   700
  7RR   P(NMe2)3(＜3)   TEG/TESb/TBP   GaSbP   620
  7SS   PEt3(＜3)   TMA/TEG/PH3   AlGaP   700
  7TT   tBuPH2(＜3)   TMG/NH3   GaN   1040
  7UU   Me3Pt(MeCp)(＜1)   TEG/AsH3/NH3   GaAsN   950
  7VV   Rh(acac)3(＜0.75)   DIPMeIn/TEG/NH3   InGaN   950
  7WW   RuCp2(＜1)   TMG/NH3   GaN   1050
  7XX   (hfacac)Ag-VTES(＜0.5)   TMA/TMG/AsH3   AlGaAs   725
  7YY   Sr(nPrMe4Cp)2(＜0.25)   TMI/MEAs   InAs   600
  7ZZ   Sr(hfacac)(＜0.5)   TMI/PH3   InP   600
  7AAA   Ta(NMe2)5(＜0.75)   EDMIn/PH3   InP   650
  7BBB   tBuN＝Ta(NEtMe)3(＜1)   DIPMeIn/TESb   InSb   450
  7CCC   TiCl4(＜0.25)   TEG/TMI/PH3   GaInP   625
  7DDD   Ti(NEtMe)4(＜0.25)   TMA/TMI/TEG/TBP   AlInGaP   700
  7EEE   (iPrCp)2WH2(＜2)   TMG/NH3   GaN   1000
  7FFF   VCp2(＜1)   TIPAl/AsH3   AlAs   725
  7GGG   V(EtCp)2(＜1)   TMA/TMI/TEG/NH3   AlInGaN   950
  7HHH   Y(nBuCp)3(＜1)   TMG/NH3   GaN   1050
  7III   Zr(NMeEt)4(＜1.5)   TEG/MEAs/BPE   GaAsP   650
  7JJJ   Zr(NMe2)4(＜1.25)   TEAl/TMG/TBP   AlGaP   700
在上表中，下面的缩写用于化合物和配体：BPE＝二膦基乙烷，DIPMeIn＝二异丙基甲基铟，DMHy＝非对称二甲基肼，EDMIn＝乙基二甲基铟，MEAs＝单乙基砷，MIPAs＝单异丙基砷，MPA＝甲基吡咯烷酮铝烷；TBA＝叔丁基胂，TBP＝叔丁基膦，TEAl＝三乙基铝，TEG＝三乙基镓，TEIn＝三乙基铟，TESb＝三乙基锑，TIPAl＝三异丙基铝，TIPIn＝三异丙基铟，TIPSb＝三异丙基锑，TMA＝三甲基铝，TMG＝三甲基镓，TMI＝三甲基铟，TMSb＝三甲基锑，VTES＝乙烯基三乙基硅烷，acac＝乙酰基丙酮，hfacac＝六氟乙酰基丙酮；和TMHD＝四甲基庚基dionato。

Claims (10)

1、一种在基材上沉积含有IIIA族金属的膜的方法，包括以下步骤：a)将具有分子式R3M的IIIA族金属化合物以气相传输至含有基材的沉积室中，其中M是IIIA族金属，各R独立地是(C1-C10)有机基或氢；b)将催化量的催化剂化合物以气相传输至含有基材的沉积室中；c)将VA族气态化合物传输至含有基材的沉积室中；d)在沉积室中分解IIIA族金属化合物和VA族气态化合物；和e)在基材上沉积包含IIIA族金属的膜，其中催化剂化合物催化了VA族气态化合物的分解。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，催化剂化合物是分子式R1 aMYb的化合物，其中M是IIIA族金属，各R1独立地选自(C1-C10)有机基和氢，各Y独立地选自卤素和氢，a是从0到2的整数，b是1-3的整数，且a+b＝3。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，催化剂化合物含有VA族元素。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，以IIIA族金属化合物为基准计，催化剂化合物的含量≤5mol％。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，以IIIA族金属化合物的重量为基准计，催化剂化合物的含量至少为5ppm。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，IIIA族金属化合物和催化剂化合物从同一蒸汽传送设备传输。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，各R独立地是(C1-C6)烷基，且M选自铟、镓和铝。
8、一种的蒸汽传送设备，它包括容器，该容器具有拉长圆柱形部分、顶部封闭部分和底部封闭部分，所述的拉长圆柱形部分具有内表面，所述内表面具有横截面，所述容器具有用于导入载体气体的进口和用于排出载体气体的出口，拉长圆柱形部分具有容纳分子式为R3M的IIIA族金属化合物和能够催化VA族气态化合物分解的催化量的催化剂化合物的室，其中M是IIIA族金属，各R独立地是(C1-C10)有机基或氢；所述的进口与所述的室流体相连，所述的室与所述的出口流体相连。
9、如权利要求8所述的蒸汽传送设备，其特征在于，催化剂化合物是分子式R1 aMYb的化合物，其中M是IIIA族金属，各R1独立地选自(C1-C10)有机基和氢，各Y独立地是卤素，a是从0到2的整数，b是1-3的整数，且a+b＝3。
10、如权利要求8所述的蒸汽传送设备，其特征在于，以IIIA族金属化合物为基准计，催化剂化合物的含量≤5mol％。
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