JP2012525713A - Led向けのクラスタツール - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
図4は、本発明の一実施形態によるクラスタツール500の平面図である。クラスタツール500は、LED向けの窒化化合物構造を形成するように構成される。
以下の実施例は、クラスタツール500に関連して説明した窒化化合物構造の製作に概略的なプロセスをどのように使用できるかを示すために提供する。この実施例はLED構造を参照し、LED構造の製作は、クラスタツール500を使用して実行される。クラスタツール500では、チャンバ502がHVPEチャンバまたはMOCVDチャンバであり、チャンバ503、504がMOCVDチャンバである。一実施形態では、LED構造は、図1Aの構造10に類似している。このプロセスの概要は、図7のフロー図で提供した。最初のIII1−N層(たとえば、GaN層)の堆積は、MOCVDプロセスまたはHVPEプロセスによってチャンバ502内で実行され、III2−N層(たとえば、InGaN層)の堆積は、第2のMOCVDチャンバ503内で実行され、III3−N層(たとえば、AlGaNおよびGaNコンタクト層)の堆積は、第3のMOCVDチャンバ504内で実行される。
Claims (24)
- 第1の処理チャンバ内に配置された2つ以上の基板上に第III族窒化物層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第1の処理チャンバから第2の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第2の処理チャンバ内で前記第III族窒化物層を覆って三元の第III族窒化物層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第2の処理チャンバから第3の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第3の処理チャンバ内で前記三元の第III族窒化物層を覆って第1のドープ第III族窒化物層を形成するステップと、
を含む、窒化化合物構造を製作する方法。 - 前記第1のドープ第III族窒化物層上に第2のドープ第III族窒化物層を形成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 第2のドープ第III族窒化物層が、前記第3の処理チャンバ内で前記第1のドープ第III族窒化物層を覆って形成される、請求項2に記載の方法。
- 第1の処理チャンバ内の前記2つ以上の基板上に形成される前記第III族窒化物層が、第3のドープ第III族窒化物層を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第III族窒化物層を形成するステップが、
HVPE前駆体を覆って塩素ガスを含む反応性ガスを流して、第1の反応生成物を形成するステップであって、前記第1の反応生成物が塩化ガリウムまたは塩化アンモニウムを含む、ステップと、
前記第1の処理チャンバ内に配置された前記2つ以上の基板の表面へ前記形成された第1の反応生成物を流すステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 第1の処理チャンバ内に配置された2つ以上の基板の表面へアンモニアおよびハロゲンガスを含むガス混合物を流しながら、前記2つ以上の基板へ熱を送達するステップと、
前記第1の処理チャンバ内に配置された前記2つ以上の基板の表面上に第III族窒化物層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第1の処理チャンバから第2の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第2の処理チャンバ内で前記第III族窒化物層を覆って三元の第III族窒化物層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第2の処理チャンバから第3の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第3の処理チャンバ内で前記三元の第III族窒化物層を覆って第1のドープ第III族窒化物層を形成するステップと、
前記第1のドープ第III族窒化物層上に第2のドープ第III族窒化物層を形成するステップと、
を含む、窒化化合物半導体構造を製作する方法。 - 前記ハロゲンガスが、フッ素ガスまたは塩素ガスを含む、請求項6に記載の方法。
- 第1の処理チャンバ内の前記2つ以上の基板上に形成される前記第III族窒化物層が、第3のドープ第III族窒化物層を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第III族窒化物層を形成するステップが、
HVPE前駆体を覆って塩素ガスを含む反応性ガスを流して、第1の反応生成物を形成するステップであって、前記第1の反応生成物が塩化ガリウムまたは塩化アンモニウムを含む、ステップと、
前記第1の処理チャンバ内に配置された前記2つ以上の基板の表面へ前記形成された第1の反応生成物を流すステップと、
を含む、請求項6に記載の方法。 - 水素化物気相エピタキシャル(HVPE)プロセスによって第1の処理チャンバ内で2つ以上の基板上に窒化ガリウム(GaN)層を形成するステップと、
前記2つ以上の基板を第2の処理チャンバへ移動させるステップと、
MOCVDプロセスによって前記第2の処理チャンバ内で前記2つ以上の基板上にInGaN層を形成するステップと、
前記2つ以上の基板を第3の処理チャンバへ移動させるステップと、
MOCVDプロセスによって前記第3の処理チャンバ内で前記2つ以上の基板上にpドープAlGaN層を形成するステップと、
MOCVDプロセスによって前記2つ以上の基板上にpドープGaN層を形成するステップと
を含む、窒化化合物構造を製作する方法。 - 前記InGaN層を形成するステップが、ガス分配装置を通って前記第2の処理チャンバのプロセス体積内へ2つ以上のプロセスガスを流して、前記2つ以上の基板上に1つまたは複数の膜を堆積させるステップを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記InGaN層を形成するステップが、
複数の同心状の熱区間を形成するように構成されたランプアレイを含む熱源を使用して前記2つ以上の基板を加熱するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 1つ以上の基板の表面へアンモニアおよびキャリアガスを含むガス混合物を流しながら、2つ以上の基板へ熱を送達するステップと、
水素化物気相エピタキシャル(HVPE)チャンバ内に配置された前記1つ以上の基板の表面へ第1のガリウム含有反応生成物および第1の窒素含有前駆体を流して、前記表面上に窒化ガリウム層を形成するステップであって、前記第1の反応生成物が
HVPE前駆体を覆って塩素を含む反応性ガスを流すことにより形成され、前記第1の反応生成物が塩化ガリウムまたは塩化アルミニウムを含む、ステップと、
前記1つ以上の基板を大気に露出させないで前記HVPEチャンバから前記1つ以上の基板を取り出すステップと、
前記1つ以上の基板を第1のMOCVDチャンバ内へ移動させるステップと、
前記第1のMOCVD処理チャンバ内へ第1のガリウム含有前駆体、インジウム含有前駆体、および第2の窒素含有前駆体を流して、前記窒化ガリウム層を覆ってInGaN層を形成するステップと、
前記1つ以上の基板を大気に露出させないで前記第1のMOCVDチャンバから前記1つ以上の基板を取り出すステップと、
前記1つ以上の基板を第2のMOCVDチャンバ内へ移動させるステップと、
前記第2のMOCVD処理チャンバ内へ第2のガリウム含有前駆体、アルミニウム含有前駆体、および第3の窒素含有前駆体を流して、前記InGaN層を覆ってAlGaN層を形成するステップと、
を含む、窒化化合物半導体構造を製作する方法。 - 前記InGaN層を形成するステップが、ガス分配装置を通って前記第2の処理チャンバのプロセス体積内へ2つ以上のプロセスガスを流して、前記2つ以上の基板上に1つまたは複数の膜を堆積させるステップを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記InGaN層を形成するステップが、
複数の同心状の熱区間を形成するように構成されたランプアレイを含む熱源を使用して前記2つ以上の基板を加熱するステップをさらに含む、請求項14に記載の方法。 - 第1の処理チャンバ内に配置された2つ以上の基板上に第III族窒化物層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第1の処理チャンバから第2の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第2の処理チャンバ内で前記第III族窒化物層を覆って三元の第III族窒化物層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第2の処理チャンバから第3の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第3の処理チャンバ内で前記三元の第III族窒化物層を覆って第1のドープ第III族窒化物層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第3の処理チャンバから第4の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第4の処理チャンバ内で前記第1のドープ第III族窒化物層上に第2のドープ第III族窒化物層を形成するステップと、
を含む、窒化化合物構造を製作する方法。 - 第1の処理チャンバ内の前記2つ以上の基板上に形成される前記第III族窒化物層が、第3のドープ第III族窒化物層を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記2つ以上の基板上に前記第III族窒化物層を形成する前に、前記2つ以上の基板へ熱を送達し、かつ、前記2つ以上の基板の表面へアンモニアおよびハロゲンガスを含むガス混合物を流すステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記第III族窒化物層を形成するステップが、
HVPE前駆体を覆って塩素ガスを含む反応性ガスを流して、第1の反応生成物を形成するステップであって、前記第1の反応生成物が塩化ガリウムまたは塩化アンモニウムを含む、ステップと、
前記第1の処理チャンバ内に配置された前記2つ以上の基板の表面へ前記形成された第1の反応生成物を流すステップと、
を含む、請求項16に記載の方法。 - 第1の処理チャンバ内に配置された2つ以上の基板上に三元の第III族窒化物層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第1の処理チャンバから第2の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第2の処理チャンバ内で前記三元の第III族窒化物層を覆って第1のドープ第III族窒化物層を形成するステップと、
前記第1のドープ第III族窒化物層上に第2のドープ第III族窒化物層を形成するステップと、
を含む、窒化化合物構造を製作する方法。 - 第2のドープ第III族窒化物層が、前記第3の処理チャンバ内で前記第1のドープ第III族窒化物層を覆って形成される、請求項20に記載の方法。
- 2つ以上の基板へ熱を送達し、かつ、第1の処理チャンバ内に配置された前記2つ以上の基板の表面へアンモニアおよびハロゲンガスを含むガス混合物を流すステップと、
前記第1の処理チャンバ内で前記2つ以上の基板の各々の表面上に窒化ガリウム層を形成するステップと、
制御された環境内で前記2つ以上の基板を前記第1の処理チャンバから第2の処理チャンバへ移動させるステップと、
前記第2の処理チャンバ内で前記窒化ガリウム層を覆って第1のドープ第III族窒化物層を形成するステップと、
を含む、窒化化合物構造を製作する方法。 - 前記第1のドープ第III族窒化物層が、窒化ガリウムを含む、請求項22に記載の方法。
- 移動領域を画定する密閉容器と、
前記移動領域と移動可能に連通しているHVPE処理チャンバであって、前記HVPE処理チャンバが、
処理中、前記HVPE処理チャンバの処理体積内に配置されたキャリア板を加熱するように位置した加熱源であって、前記キャリア板が1つまたは複数の基板を受け取るように構成されている、加熱源、
液体ガリウムを保持するように構成されている領域を有する供給源ボート、および、
前記供給源ボートの前記領域に結合されている塩素ガス源、を含む、HVPE処理チャンバと、
前記移動領域と移動可能に連通しており、かつ、前記1つまたは複数の基板上に1つまたは複数の窒化化合物半導体層を形成するように動作可能な第1のMOCVD処理チャンバであって、前記第1の処理チャンバが、
前記処理チャンバの処理体積内に位置した基板支持体、
前記処理領域の頂部を画定するシャワーヘッド、
前記シャワーヘッドを通って前記処理領域と結合している有機金属インジウム含有供給源および有機金属ガリウム含有供給源、ならびに、
前記処理領域の下に位置し、かつ、前記基板支持体の方へ放射熱を誘導するように位置された1つまたは複数の加熱区間を形成する複数の加熱源、を含む、第1のMOCVD処理チャンバと、
前記移動領域と移動可能に連通しており、かつ、前記1つまたは複数の基板上に1つまたは複数の窒化化合物半導体層を形成するように動作可能な第2のMOCVD処理チャンバであって、前記第2の処理チャンバが、
前記処理チャンバの処理体積内に位置した基板支持体、
前記処理領域の頂部を画定するシャワーヘッド、
前記シャワーヘッドを通って前記処理領域と結合している有機金属アルミニウム含有供給源、Cp2Mg含有供給源および有機金属ガリウム含有供給源、ならびに、
前記処理領域の下に位置し、かつ、前記基板支持体の方へ放射熱を誘導するように位置された1つまたは複数の加熱区間を形成する複数の加熱源、を含む、第2のMOCVD処理チャンバと、
前記移動領域と移動可能に連通している空胴を画定するロードロックチャンバであって、前記空胴が複数のキャリア板を受け取るように構成されており、かつ、前記空胴内に配置された前記基板へ清浄ガスを送達するように適合された清浄ガス源と流体連通している、ロードロックチャンバと、
を含む、窒化化合物半導体構造を製作するシステム。
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