KR102293802B1 - 후속하는 다단의 세정 단계를 갖는 mocvd-층 성장 방법 - Google Patents
후속하는 다단의 세정 단계를 갖는 mocvd-층 성장 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102293802B1 KR102293802B1 KR1020157032974A KR20157032974A KR102293802B1 KR 102293802 B1 KR102293802 B1 KR 102293802B1 KR 1020157032974 A KR1020157032974 A KR 1020157032974A KR 20157032974 A KR20157032974 A KR 20157032974A KR 102293802 B1 KR102293802 B1 KR 102293802B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- process chamber
- cleaning
- ammonia
- carried out
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 199
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 94
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 89
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 47
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 12
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical group [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 4
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/301—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C23C16/303—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
본 발명은, 특히 Ⅲ- 및 Ⅴ-주족, Ⅱ- 및 Ⅵ-주족 또는 Ⅳ-주족의 원소들로 이루어진 층들을 CVD-반응기의 공정 챔버(6) 내에 배치된 하나 또는 다수의 기판(7)상에 증착하기 위한 방법과 관련이 있으며, 이 경우 적어도 하나의 증착 단계에서 적어도 하나의 가스 형태의 탄소 함유 출발 물질이 사용되고, 이때 상기 하나 또는 다수의 기판상에서의 층 성장 동안에 공정 챔버(6)의 벽면들(5, 8)에서 기생 코팅들(parasitic coating)도 증착되고, 이때 상기 기생 코팅들은 공정 챔버로부터 상기 하나 또는 다수의 기판(7)이 제거된 이후에 세정 공정에서 하나 또는 다수의 세정 가스를 함유하는 가스 흐름이 유입됨으로써, 그리고 세정 온도로 상기 공정 챔버(6)를 가열함으로써 휘발성 물질들로 반응하고, 상기 휘발성 물질들은 상기 가스 흐름과 함께 공정 챔버(6)로부터 외부로 운반된다. 제1 세정 단계 이후에 남아있는 그을음 형태(soot-like)의 잔류물들을 공정 챔버로부터 제거하기 위해서, 상기 세정 공정은 기생 코팅들이 휘발성 성분들로 분해되고 벽면들(5, 8) 상에는 탄소 함유 잔류물이 남는 분해 단계를 포함하도록 제안되며, 상기 탄소 함유 잔류물은 암모니아-세정 단계에서 공정 챔버 내로 도입된 암모니아와 휘발성 화합물로 반응하고, 상기 휘발성 화합물은 가스 흐름과 함께 공정 챔버로부터 외부로 운반된다.
Description
본 발명은, 특히 Ⅲ- 및 Ⅴ-주족, Ⅱ- 및 Ⅵ-주족 또는 Ⅳ-주족의 원소들로 이루어진 층들을 CVD-반응기의 공정 챔버 내에 배치된 하나 또는 다수의 기판상에 증착하기 위한 방법과 관련이 있으며, 이 경우 적어도 하나의 증착 단계에서 적어도 하나의 가스 형태의 탄소 함유 출발 물질이 사용되고, 이때 상기 하나 또는 다수의 기판상에서의 층 성장 동안에 공정 챔버의 벽면들에서 기생 코팅부들(parasitic coating)도 증착되고, 이때 상기 기생 코팅부들은 공정 챔버로부터 상기 하나 또는 다수의 기판이 제거된 이후에 세정 공정에서 하나 또는 다수의 세정 가스를 함유하는 가스 흐름이 유입됨으로써, 그리고 세정 온도로 상기 공정 챔버를 가열함으로써 휘발성 물질들로 반응하고, 상기 휘발성 물질들은 상기 가스 흐름과 함께 공정 챔버로부터 외부로 운반된다.
MOCVD-방법에서 Ⅲ-, Ⅳ-반도체 층들을 증착하기 위한 일 방법은 예를 들어 DE 102007009145 A1 호에 기술된다. 상기 간행물에서 서셉터를 구비한 공정 챔버를 갖는 MOCVD-반응기가 기술되고, 상기 MOCVD-반응기에서는 다수의 기판이 대칭 중심의 둘레에 실질적으로 회전 대칭적인 배열로 배치되어 있다. 상기 대칭 중심에는 가스 유입 부재가 위치하고, 상기 가스 유입 부재를 통해 서로 중첩되어 배치된 다수의 가스 유입 구역을 통해서 공정 가스들이 공정 챔버 내로 도입된다. 상기 가스 유입 부재의 가스 유입 구역들을 통해 성장 공정시 서로 상이한 공정 가스들이 공정 챔버 내로 유입된다. 상기 공정 가스들로는 Ⅲ-주족 원소를 함유하는 금속 유기 화합물들, 그리고 수소화물, 예컨대 NH3가 고려된다. 상기 공정 가스들은 반경 방향으로 내부에 놓인 가스 유입 부재로부터 공정 챔버를 둘러싸는 가스 배출 링으로 흐르고, 상기 가스 배출 링을 통해 상기 공정 가스는 공정 챔버를 다시 벗어난다.
DE 102012102661 호는 층 성장시 기판들 상에 증착될 뿐만 아니라 공정 챔버의 벽부들에도 증착되는 코팅부들을 다시 제거할 수 있는 방법을 기술한다. 상기 목적을 위해, 식각 가스(etching gas), 예를 들어 Cl2가 공정 챔버 내로 도입된다. 이와 같은 식각 가스에 의해 서셉터의 벽부들, 공정 챔버 커버 및 다른 공정 챔버 벽부들에 있는 기생 코팅부들이 제거된다. 상기 식각 가스는 N2와 함께 공정 챔버 내로 도입된다. 이와 같은 도입 공정은 층 성장시 이와 관련한 공정 가스들을 공정 챔버 내로 도입시키는 가스 유입 부재의 가스 유입 구역들을 통해 이루어진다. 연속하는 부분 단계들에서 공정 챔버의 상이한 구역들을 세정하기 위해, 세정 가스들은 서로 상이한 유체 동력적(hydrodynamic) 조건하에 상이한 장소들에서 공정 챔버 내로 도입된다. 서로 상이한 세정 단계들은 서로 상이한 전체 가스 압력들 또는 평균 유속들에서 실시된다. 세정 가스, 즉 특히 Cl2의 부분 가스 압력들도 변동될 수 있다. Cl2의 도입에 의해 GaN 및 기본 Ga도 공정 챔버의 벽부들로부터 제거될 수 있다.
층 성장 동안에 성장 조건들은 빈번히, 증착되는 반도체 층들이 GaN뿐만 아니라 C도 도펀트로서 함유하도록 설정된다. 무엇보다 C는 가스 형태의 출발 물질들 중 하나의 출발 물질을 형성하는 금속 유기 화합물들 내에 함유되어 있다. 예를 들어, 트리메틸갈륨은 갈륨 및 메틸 잔류물로 분해되고, 이때 상기 메틸 잔류물도 다시 분해될 수 있다. 이 경우 생성되는 탄소 또는 이 경우 생성되는 탄화수소를 함유하는 화합물들은 공정 챔버 벽부들의 표면에 접착될 수 있다.
DE 102007009145 A1 호에 기술된 바와 같은 세정 단계에 따라, 그을음 형태(soot-like)의 박막이 공정 챔버의 벽부들 상에 남는 상황을 관찰할 수 있다.
US 2003/0045098 A1 호는 기판들의 표면들을 식각 가스들을 이용하여 세정하는 것을 기술한다. 식각 가스들로는 O2, N2, H2O, NH3, CF4, C2F6, CHF3, C3H2F6, C2H4F2 또는 CH3F가 제안된다. 이와 같은 식각 가스들에 의해서는 포토레지스트 마스크들도 제거될 수 있다. 질소 함유 및 산소 함유 가스들은 제거 공정이 이루어진 곳에서 동시에 공정 챔버 내로 도입될 수 있다.
WO 2010/129183 호는 GaCl3를 공정 챔버로부터 제거하기 위해, 1,000℃ 이상의 온도들에서 세정 가스로서 암모니아의 용도를 제안한다.
US 2013/0005118 A1 호는 Ⅲ. 주족 원소들을 함유하는 가스 형태의 출발 물질들에 N2/H2 또는 NH3 및 HCl이 공급되는 CVD-공정을 기술한다.
WO 2010/129289 호에는 공정 챔버 벽부들에 증착된 GaCl3를 제거하기 위해, 암모니아 존재하에 공정 챔버를 가열하는 것이 공지되어 있다.
본 발명의 과제는 일반적인 분해 단계 이후에 남아있는 그을음 형태의 잔류물들을 공정 챔버로부터 제거하는 조치들을 제시하는 것이다.
상기 과제는 청구 범위에 제시된 본 발명에 의해 해결된다. 본 발명에 따라 세정 공정은 다수의 단계를 포함한다. 일 분해 단계에서 기생 코팅부들이 제1 휘발성 화합물의 휘발성 성분들로 분해된다. 이 경우, 벽면들 상에 탄소 함유 잔류물이 생성된다. 이와 같은 벽면들은 상기 분해 단계에 후속하는 암모니아-공정 단계에서 제거된다. 상기 목적을 위해, 공정 챔버 내로 암모니아가 도입된다. 이와 같은 암모니아는 상기 탄소 함유 잔류물과 제2 휘발성 화합물로 반응하고, 상기 제2 휘발성 화합물은 가스 흐름과 함께 공정 챔버로부터 외부로 운반된다. 분해 단계에서 NH3 부재하에 할로겐을 함유하는 식각 가스가 사용되는 반면, 암모니아-세정 단계에서는, 말하자면 바람직하게 산소 함유 또는 할로겐 함유 가스들의 부재하에 암모니아가 사용된다. "산소 함유 및/또는 할로겐 함유 가스들의 부재"라는 표현은, 상기와 같은 물질들이 기상에서 ＜1ppm의 농도로 존재한다는 것을 의미한다. 탄소 함유 잔류물들은 기본 탄소 또는 탄화수소 화합물들을 함유할 수 있다. 본 발명의 바람직한 형성예에서는 암모니아-세정 단계에서 암모니아가 오로지 비활성 가스, 즉 예컨대 H2, N2 또는 희가스(noble gas)와 조합된 상태로만 사용된다. 바람직하게 암모니아-세정 단계에서 가스 혼합물 내에 H2가 전혀 존재하지 않거나 0.1% 미만의 H2가 존재하는 가스 혼합물이 사용된다. 암모니아-세정 공정은 바람직하게 1,000 내지 1,300℃ 범위 내의 서셉터-온도들에서 발생한다. 서셉터 상부에 배치된 공정 챔버 커버는 자체적으로 가열되지 않는 경우, 약 200°만큼 더 낮은 온도를 가질 수 있다. 이 경우, 공정 챔버 내부의 전체 가스 압력은 100mbar 미만에 놓인다. 일반적으로 암모니아-세정 단계는 5 내지 10분의 시간 동안 실시되는 것으로 충분하다. 암모니아-세정 단계 동안에 공정 챔버 내로 도입된 가스 유량의 50% 이상이 NH3일 수 있다. 암모니아-세정 단계는 연속하는 다수의 부분 단계로 실시될 수 있다. 암모니아 및 부수 가스(associated gas), 예컨대 N2 또는 H2는 가스 유입 부재를 통해 공정 챔버 내로 도입되고, 상기 가스 유입 부재를 통해서는 성장 공정시 성장-공정 가스들이 공정 챔버 내로 도입된다. 상기 가스 유입 부재는 바람직하게 수직으로 서로 중첩되어 배치된 다수의 가스 유입 구역을 구비하고 실질적으로 회전 대칭적인 MOCVD-반응기의 중심에 위치한다. 공정 챔버의 바닥부는 서셉터를 형성하고, 상기 서셉터 상에는 가스 유입 부재 둘레에 링형 배열로 코팅될 기판들이 배치되어 있다. 성장 공정시 상기 서셉터는 아래에서 가열된다. 서셉터에 대해 평행하게 수평 방향으로 연장되는 공정 챔버 커버를 위에서 가열하는 것도 가능하다. 그러나 일반적으로 오로지 서셉터만을, 즉 공정 챔버 바닥부만을 가열하는 것으로 충분하다. 암모니아-세정 공정을 위해서는 상기 암모니아-세정 공정에 의해 달성된 공정 챔버 커버의 간접적인 가열으로 충분하다. 성장 공정 동안에 공정 챔버 내로 도입된 공정 가스들, 예를 들어 TMGa 및 NH3가 열분해 방식으로 기판 표면상에 분해됨으로써, 결과적으로 결정질의 형태로 기판들 상에 성장하는 질화갈륨이 형성된다. 결정 성장 동안에 기판들의 표면상에서만 성장이 발생하는 것은 아니다. 기판들이 증착되지 않은 서셉터의 표면들 상에도 그리고 공정 챔버 커버에도 Ga 및 N을 함유하는 기생 코팅부들이 형성된다. 이와 같은 코팅부들은 탄소 또는 탄화수소 함유 화합물들을 함유할 수도 있다. 서로 상이한 하나 또는 다수의 층을 기판들 상에 증착하는 하나 또는 다수의 공정 단계 이후에 공정 챔버는 세정되어야 한다. 이와 같은 세정 공정은 기판의 부재하에 이루어진다. 바람직한 일 세정 방법에서는 우선 상승한 온도들에서 Ⅲ/Ⅴ 결정질 증착물의 사전 분해를 위해 오로지 수소만이 공정 챔버 내로 도입된다. 이와 같은 공정은 50 내지 900mbar의 전체 압력에서 이루어진다. 바람직하게 이와 같은 고온 수소-베이크(bake)-단계는 100mbar의 전체 압력 및 1,000 내지 1,300℃의 온도들에서 이루어진다. 이와 같은 사전 분해 단계는 대략 10 내지 60분이 소요된다. 상기 사전 분해 단계 동안에 기생 코팅부들 내에 함유된 GaN이 다음의 반응에 따라 Ga 및 휘발성 NH3로 분해된다:
2GaN + 3H2 → 2Ga + 2NH3.
상기 사전 분해 단계 동안에 기생 코팅부 내에 함유된, 경우에 따라 존재하는 갈륨옥실이 다음의 반응에 따라 화학적으로 기본 갈륨으로 변환될 수 있다:
Ga2O3 + 3H2 → 2Ga + 3H2O.
이와 같은 사전 분해 단계에 후속하는 제2 세정 단계는 본 출원서에서 다른 세정 단계들에 대하여 구분되기 위해 분해 단계로 언급된다. 이와 같은 제2 세정 단계는 DE 10201202661 호에 기술된 바와 같은 방법에 따라 실시된다. 이와 같은 Cl2-베이크-단계에서 Ⅲ-성분들이 제거된다. ＜900mbar의 전체 압력, 바람직하게 대략 100mbar에서 Cl2 및 N2으로 이루어진 혼합물이 공정 챔버 내로 도입된다. 이 경우, 염소의 비율은 1 내지 20Vol.-%에 놓인다. 서셉터-온도는 800℃ 내지 900℃ 범위에 놓인다. 상기 공정은 대략 10 내지 60분 동안 실시된다. 이와 같은 분해 공정 동안에 갈륨은 다음의 반응에 따라 휘발성 염화갈륨으로 분해된다:
2Ga + 3Cl2 → 2GaCl3.
이와 같은 분해 단계에서는 질화갈륨도 다음의 반응에 따라 휘발성 염화갈륨으로 반응한다:
2GaN + 3Cl2 → 2GaCl3 + N2.
앞서 기술된 분해 단계 동안에 기생 코팅부들의 최대 비율은 공정 챔버의 벽부들로부터 제거된다. 그러나 특히 탄소를 함유하는 그을음 형태의 잔류물이 매우 빈번히 공정 챔버의 벽부들 상에 남아있다. 이와 같은 탄소 함유 잔류물은 본 발명에 따른 암모니아-세정 단계에서 제거된다. 이와 같은 세정 단계에서 실질적으로 암모니아가 공정 챔버 내로 도입된다. 이와 같은 도입 공정은 1,000 내지 1,300℃의 온도에서 이루어진다. 상기 암모니아-세정 단계는 ＜100mbar의 가스 전체 압력에서 실시된다. 이 경우, 탄소는 예컨대 후속하는 반응:
C + NH3 → HCN +H2
에 상응하게 암모니아에 의해 휘발성 HCN으로 변환된다. 이와 같은 반응을 촉진하기 위해, 암모니아는 수소가 동반하지 않는 적어도 하나의 부분 단계에서 도입된다. 후속하는 경쟁 반응들:
2NH3 → N2 + 3H2
2NH3 + xyzCl6 → N2 +6HCl + xyz
로 인해 암모니아가 질소로 분해되지 않기 위해, 상기 암모니아는 바람직하게 질소와 함께 공정 챔버들 내로 도입된다. 또한, 상기와 동일한 이유들로 암모니아의 공급은 바람직하게 HCl, 물 또는 산소의 부재하에 이루어진다. xyzCl6으로는 선행하는 부분 단계(암모니아/물)에서 반응기로부터 완전히 제거되지 않은 할로겐 또는 할로겐 함유 화합물들이 언급된다.
암모니아-세정 단계 이후에는 비활성 가스, 예를 들어 수소 또는 질소 혹은 희가스가 공정 챔버에 여러 번 공급됨으로써 펌프 아웃(pump out) 방식으로 상기 공정 챔버에 잔여 가스들이 제거되는 본래 공지된 세척 단계(rinse stage)들이 이루어진다. 또한, 다수의 암모니아-세정 단계를 연속적으로 실시하는 것도 가능하며, 이 경우 개별 암모니아-세정 단계들 사이에 공정 챔버는 세척 및 펌프 아웃에 의해 세정된다. 암모니아의 공급은 서로 상이한 가스 유입 구역들을 통해 이루어질 수 있다. 이 경우, 연속하는 개별 단계들에서 공정 챔버의 서로 상이한 장소들이 목표한 대로 처리될 수 있다. 상기 방법의 바람직한 변형예에서 상이한 세정 단계들의 시퀀스들이 여러 번 연속적으로 실시된다. 일 개별 시퀀스는 예를 들어 2번, 3번 또는 여러 번 반복될 수 있다. 이 경우, 효율은 개별 단계들을 상응하게 연장시키는 경우보다 더 크다. 상기 시퀀스들은 오로지 수소만이 공정 챔버 내로 도입되는 가열 단계, 염소가 세정 가스로서 공정 챔버 내로 도입되는 세정 단계 그리고 암모니아가 공정 챔버 내로 도입되는 세정 단계를 포함하고, 이 경우 암모니아-세정 단계는 서로 상이한 세정 단계들로 이루어질 수 있는데, 예컨대 제1 부분 단계에서는 암모니아가 수소와 함께 공정 챔버 내로 도입되고, 제2 부분 단계에서는 암모니아가 질소와 함께 공정 챔버 내로 도입되며, 그리고 제3 부분 단계에서는 암모니아가 수소와 함께 공정 챔버 내로 도입된다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명이 다음에서 세부적으로 설명된다.
도 1은 도 2에서 선Ⅰ-Ⅰ에 의해 지시되어 있는 바와 같이 공정 챔버를 절단한 횡단면도로서, 이 경우 Cl2 및 N2가 상기 공정 챔버 내로 도입되고,
도 2는 중심의 둘레에 링형으로 배치된 다수의 기판(7)을 구비한 서셉터에 대한 평면도이며,
도 3은 도 1에 따른 횡단면도로서, 이 경우 가스 유입 구역들(1, 2, 3)을 통해 염소가 아닌 암모니아가 공정 챔버 내로 도입된다.
도 1은 도 2에서 선Ⅰ-Ⅰ에 의해 지시되어 있는 바와 같이 공정 챔버를 절단한 횡단면도로서, 이 경우 Cl2 및 N2가 상기 공정 챔버 내로 도입되고,
도 2는 중심의 둘레에 링형으로 배치된 다수의 기판(7)을 구비한 서셉터에 대한 평면도이며,
도 3은 도 1에 따른 횡단면도로서, 이 경우 가스 유입 구역들(1, 2, 3)을 통해 염소가 아닌 암모니아가 공정 챔버 내로 도입된다.
본 발명에 따른 방법은 외부에 대해 기밀 방식으로 폐쇄된 반응기 하우징의 공정 챔버(6) 내에서 실시된다. 상기 공정 챔버(6)는 서셉터(4)에 의해 형성되는 공정 챔버 바닥부(8)를 구비한다. 상기 서셉터는 원판형이고 중심을 가지며, 상기 서셉터의 상부에는 수직으로 서로 중첩되어 배치된 3개의 가스 유입 구역(1, 2, 3)을 갖는 가스 유입 부재가 위치한다. 상기 가스 유입 구역들(1, 2, 3)에는 위에서부터 공정 가스들이 공급된다. 그러나 상기 공정 가스들의 공급은 아래에서부터 이루어질 수도 있다.
서셉터(4) 하부에는 상기 서셉터(4)를 코팅 온도 또는 세정 온도로 가열할 수 있는 가열기가 위치한다. 상기 서셉터(4)의 지름은 50cm 내지 1m일 수 있다.
서셉터(4) 상부에는 공정 챔버 커버(5)가 위치한다. 상기 공정 챔버 커버(5) 상부에는 상기 공정 챔버 커버(5)를 가열하는 추가의 가열기(10)가 위치한다. 바람직한 일 실시 형태에 상응하는 도시되지 않은 일 실시예에서는 상기 가열기(10)가 생략되어 있는데, 그 이유는 공정 챔버 커버(5)의 가열이 공정 챔버(6) 내에서 실시되는 MOCVD-공정시 일반적으로 필요하지 않기 때문이다. 상기 가열기(10)는 오로지 세정 단계들을 실시하기 위해 사용될 수 있다.
공정 챔버(6) 내에서 가스 유입 부재의 둘레에 링형으로 배치된 기판들(7)이 코팅된다. 상기 목적을 위해, 상기 가스 유입 부재의 가스 유입 구역들(1, 2, 3)을 통해 수소 대기하에 트리메틸갈륨 및 암모니아가 공정 챔버 내로 도입된다. 그러나 트리메틸갈륨 또는 암모니아 대신에 다른 질화물 또는 다른 금속 유기 화합물들도 사용될 수 있고, 이러한 물질들에 따라 결정질이 기판들 상에 증착된다. 탄소에 의해 도핑이 실시될 수 있고, 이 경우 상기 목적을 위해 금속 유기 화합물들의 메틸족 탄소도 사용된다.
코팅 공정들은 DE 102004009130 호 또는 DE 102011054566 A1 호에서도 기술된다.
코팅시 기판들(7)이 증착되지 않은 서셉터(4)의 표면 섹션들에 증착되는 기생 코팅부들을 제거하기 위해, 기판들(7)을 공정 챔버(6)로부터 제거한 이후에 세정 공정이 실시된다. 이와 같은 세정 공정시 가열기들(9 및 10)을 이용하여 공정 챔버 바닥부(8) 및 공정 챔버 커버(5)가 세정 온도로 가열된다. 상기 세정 온도의 높이는 세정 단계에 의존한다. 가열기(10)가 생략된 MOCVD-반응기들에서 공정 챔버 커버는 가열기(9) 또는 상기 가열기(9)에 의해 가열된 서셉터(4)의 열 방사에 의해 가열된다. 다음에서 지시된 온도들은 기판-온도들에 상응한다. 이와 같은 경우에 공정 챔버 커버 온도들은 대략 200° 더 낮다.
1,000 내지 1,300℃ 범위에 놓인 높은 세정 온도에서 실시되는 제1 세정 단계에서는 실질적으로 오로지 수소만이 공정 챔버 내로 도입된다. 50 내지 900mbar에 놓일 수 있고, 바람직하게 대략 100mbar에 놓이는 전체 압력에서 10 내지 100slm의 H2가 공정 챔버 내로 대략 10 내지 60분 동안 도입된다. 이 경우, 공정 챔버 벽부들에 증착된 GaN이 NH3로 변환된다. 경우에 따라 존재하는 표면 산화물 층들(Ga2O3)은 감소할 수 있다.
본 출원서에서 분해 단계 또는 에칭 단계로 언급되는 제2 세정 단계에서는, 특히 가변적인 에칭 전면(etching front)에 의해 Ⅲ-성분들이 표면들로부터 제거된다. 이와 같은 실질적으로 압력에 의존하는 단계는 저압시, 즉 ＜100mbar의 전체 압력에서 발생한다. 상기 분해 단계는 800 내지 900℃의 서셉터-온도들에서 10 내지 60분 동안 실시된다. 이와 같은 시간 동안에 Cl2 및 N2가 공정 챔버 내로 도입되고, 이 경우 이와 같은 가스 혼합물의 20%까지, 또는 그 이상까지가 Cl2로 형성된다. 이와 같은 분해 단계에서 갈륨, 또는 질화갈륨도 휘발성 염화갈륨으로 분해된다. 이 경우에서도 탄소 함유 고형물들이 형성되거나 잔류물들로 공정 챔버 벽부들의 표면상에 남을 수 있다.
이와 같은 탄소 함유 잔류물들을 벽면들, 특히 공정 챔버의 바닥부(8) 및 공정 챔버의 커버(5)로부터 제거하기 위해, 가스 유입 구역들(1, 2, 3)을 통해 암모니아(NH3)가 질소와 함께 공정 챔버 내로 도입된다. 도 3에서 Q1(NH3), Q2(NH3), Q3(NH3)로 표시된 부분 흐름들은 변동될 수 있는데, 즉 서로 상이한 암모니아-세정 단계들이 연속적으로 실시될 수 있고, 이 경우 공정 챔버의 상이한 구역들을 연속적으로 세정하기 위해, 수직으로 서로 중첩되어 놓인 개별 가스 유입 구역들(1, 2, 3)을 통해 상이한 암모니아 흐름들이 공정 챔버(6) 내로 도입된다.
암모니아-세정 단계(들)는 100mbar 미만의 전체 압력에서 실시된다. 특히 10slm의 NH3가 150slm의 H2, N2 또는 희가스와 함께 공정 챔버 내로 흐른다. 그러나 예를 들어 N2보다 많은 NH3가 공정 챔버 내로 도입될 수도 있다. 이러한 방식으로 예컨대 대안적인 일 공정예에서 60slm의 NH3 흐름이 15slm의 N2 흐름과 함께 공정 챔버 내로 도입될 수 있다. 암모니아-세정 단계는 바람직하게 15분 미만의 시간 동안 실시된다. 온도들은 바람직하게 1,000 내지 1,300℃에 놓인다. 공정시 탄소 및 NH3는 HCN 및 H2로 변환된다. 바람직하게 암모니아-세정 단계는 할로겐 또는 심지어 수소가 존재하지 않은 상태에서 발생한다. 수소를 방지하는 것은 HCN 및 H2로의 목표한 반응을 촉진하고, 선행한 에칭 단계들의 염소 함유 잔류물들이 아직 공정 챔버 내에 포함되어 있는 경우에 한해서, 질소의 존재는 NH3가 N2 및 H2로 반응하거나, 혹은 N2 및 HCl로 반응하는 경쟁 분해 반응들을 억제한다.
모든 반응성 가스들을 공정 챔버로부터 제거하기 위해, 후속하여 다수의 펌프-세척-사이클이 실시되고, 이 경우 상기 공정 챔버에는 교대로 비활성 가스, 예컨대 질소 또는 수소가 공급되거나, 혹은 희가스가 공급되고 50mbar 미만의 압력으로 펌프 아웃 된다. 전형적인 세척 흐름들은 약 150slm에 놓인다. 펌프 아웃 단계 동안에 상기 세척 흐름들은 100slm 미만으로도 감소한다. 일 펌프-세척-사이클은 대략 5분이 소요된다.
다수의 암모니아-세정 사이클을 각각 펌프-세척 단계를 통해 분리할 수도 있다. 전체 세정 시퀀스를 반복하는 것도 바람직할 수 있는데, 그 이유는 일 유형의 코팅부들을 목표로 하는 세정 단계들이 다른 일 세정 단계를 경험한 다른 코팅부 유형들에 의해 제한될 수 있기 때문이다.
그에 따라 전체 공정은 예를 들어 다음과 같이 진행된다:
1. 금속-질소 화합물들을 사전 분해하기 위해, 수소 대기하에 공정 챔버를 가열하는 단계.
2. 선택적: Cl2-가열 단계를 시작하기 위해, 공정 챔버 커버를 상승한 온도로 가열하는 단계.
3. 공정 챔버의 공간적으로 상이한 영역들(내부 영역들, 외부 영역들, 상부 영역들, 하부 영역들)을 세정하기 위한, 상이한 유동 조건하의 연속하는 하나 또는 다수의 Cl2-가열 단계.
4. 대략 1290℃(서셉터-온도)에서 H2/NH3-대기하에 가열하는 단계.
5. 탄소 잔류물들을 제거하기 위해, 대략 1200℃의 온도(서셉터-온도)에서 N2/NH3-대기하에 가열하는 단계.
6. 대략 1290℃(서셉터-온도)에서 H2/NH3-대기하에 가열하는 단계.
단계 1 내지 6을 포함하는 단계의 순서는 여러 번 연속적으로 반복될 수 있다.
전술된 실시예들은, 선행 기술을 적어도 다음의 특징 조합들을 이용하여 각각 독립적으로 개선하는, 본 출원서에 의해 전체적으로 청구된 발명들을 설명하기 위해 이용된다:
세정 공정은 기생 코팅부들이 휘발성 성분들로 분해되고 탄소 함유 잔류물이 벽면들(5, 8) 상에 남는 분해 단계를 포함하고, 상기 탄소 함유 잔류물은 암모니아-세정 단계에서 공정 챔버 내로 도입된 암모니아와 휘발성 화합물로 반응하며, 상기 휘발성 화합물은 가스 흐름과 함께 공정 챔버로부터 외부로 운반되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
분해 단계에서 NH3의 부재하에 할로겐을 함유하는 식각 가스가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
암모니아-세정 단계가 산소 함유 및/또는 할로겐 함유 가스들의 부재하에 실시되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
탄소 함유 잔류물들이 탄화수소 및/또는 기본 탄소를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
암모니아-세정 공정에서 오로지 NH3 및 H2, 또는 NH3 및 N2, 또는 NH3 및 희가스만이 공정 챔버(6) 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
암모니아-세정 단계가 1,000 내지 1,300℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
암모니아-세정 단계가 100mbar 미만의 공정 챔버(6) 내 전체 압력에서 실시되고/실시되거나, 암모니아-세정 단계가 5 내지 10분의 시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
암모니아-세정 단계에서 공정 챔버(6) 내로 도입된 가스 유량의 50% 이상이 NH3이고/이거나, 연속하는 다수의 부분 단계에서 서로 상이한 장소들(1, 2, 3)에서 서로 상이한 가스 질량 흐름들(Qn(NH3))이 공정 챔버(6) 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
분해 단계가 다수의 부분 단계로 실시되고, 이 경우 각각 서로 상이한 가스 질량 흐름들(Qn(Cl2))이 서로 상이한 장소들(1, 2, 3)에서 공정 챔버(6) 내로 도입되고/도입되거나, 상기 분해 단계가 800 내지 900℃의 공정 온도에서 실시되고/실시되거나, 상기 분해 단계가 100mbar 미만의 공정 챔버(6) 내 전체 압력에서 실시되고/실시되거나, 상기 분해 단계 동안에 할로겐, 특히 Cl2의 10Vol.-%까지가 세정 가스로서 N2와 함께 공정 챔버(6) 내로 도입되고/도입되거나, 상기 분해 단계가 10 내지 60분의 시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
분해 단계에 선행하는 사전 분해 단계를 포함하고, 상기 사전 분해 단계에서 1,000 내지 1,300℃의 온도에서 실질적으로 단지 H2만이 공정 챔버(6) 내로 도입되고/도입되거나, 상기 사전 분해 단계 동안에 공정 챔버(6) 내 전체 압력은 50 내지 900mbar이고/이거나, 상기 사전 분해 단계는 10 내지 60분의 시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
암모니아-세정 단계에 후속하는 세척 단계를 포함하고, 상기 세척 단계 동안에 모든 반응성 가스들을 제거하기 위해 공정 챔버가 주기적으로 비활성 가스, 특히 H2 및 N2에 의해 세척되고 50mbar 미만의 압력으로 펌프 아웃 되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
적어도 일 분해 단계 및 일 암모니아-세정 단계로 이루어진 연속하는 다수의 세정 단계의 순서가 여러 번 연속적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법을 설명한다.
공지된 모든 특징들은 (그 자체로, 그러나 서로 조합된 상태로도) 본 발명에 중요하다. 따라서, 우선권 서류들의 특징들을 본 출원서의 청구 범위에 함께 수용하기 위해서라도 본 출원서의 공개 내용에는 해당하는/첨부된 우선권 서류들(예비 출원서의 사본)의 공개 내용도 전체 내용적으로 포함된다. 특히 종속 청구항들을 기초로 부분 출원을 실시하기 위해, 상기 종속 청구항들은 자체 특징들에 의해서 선행 기술의 독립적이고 진보적인 개선예들을 특징짓는다.
Claims (13)
- CVD 반응기의 공정 챔버(6) 내에 배치된 하나 또는 복수의 기판들(7) 상에 층들을 증착하기 위한 방법으로서,
적어도 하나의 증착 단계에서 적어도 하나의 가스 형태의 탄소 함유 출발 물질이 사용되고, 이때 상기 하나 또는 복수의 기판들 상에서의 층 성장 동안에 공정 챔버(6)의 벽면들(5, 8) 상에 기생 코팅들이 함께 증착되고,
상기 공정 챔버로부터 상기 하나 또는 복수의 기판들(7)이 제거된 이후 세정 공정에서, 하나 또는 복수의 세정 가스들을 함유하는 가스 흐름이 유입됨으로써 그리고 세정 온도로 상기 공정 챔버(6)를 가열함으로써, 상기 기생 코팅들이 반응하여 휘발성 물질들로 되고, 상기 휘발성 물질들은 상기 가스 흐름과 함께 상기 공정 챔버(6) 밖으로 운반되며,
상기 세정 공정은, (i) 상기 세정 공정의 초기 단계로서 제1 분해 단계, (ii) 상기 제1 분해 단계에 후속하는 제2 분해 단계 ― 상기 제1 분해 단계 및 제2 분해 단계 동안 상기 기생 코팅들이 휘발성 성분들 및 탄소 함유 잔류물로 분해되고, 상기 탄소 함유 잔류물은 상기 벽면들(5, 8) 상에 남아 있음 ―, 및 (iii) 상기 제2 분해 단계에 후속하는 암모니아 세정 단계를 포함하고,
상기 제1 분해 단계에서, 제1 온도에서 H2가 상기 공정 챔버(6) 내로 유입되고,
상기 제2 분해 단계에서, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 Cl2 및 N2가 상기 공정 챔버(6) 내로 유입되고,
상기 암모니아 세정 단계에서, 상기 제2 온도보다 높은 제3 온도에서 암모니아가 상기 공정 챔버 내로 유입되어 상기 탄소 함유 잔류물과 반응하여 휘발성 화합물을 형성하고, 상기 휘발성 화합물은 상기 가스 흐름과 함께 공정 챔버 밖으로 운반되는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 분해 단계에서 NH3의 부재하에 할로겐 함유 식각 가스(etching gas)가 사용되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 암모니아 세정 단계는 산소 함유 가스 및/또는 할로겐 함유 가스의 부재하에 실시되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 탄소 함유 잔류물은 탄화수소 및/또는 원소 탄소(elemental carbon)를 함유하는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 암모니아-세정 공정에서 오로지 NH3 및 H2, 또는 NH3 및 N2, 또는 NH3 및 희가스(noble gas)만이 공정 챔버(6) 내로 유입되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 제3 온도는 1,000 내지 1,300℃의 온도인 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 암모니아 세정 단계는 100mbar 미만의 공정 챔버(6) 내의 전체 가스 압력에서 실시되고/실시되거나,
상기 암모니아 세정 단계는 5 내지 10분의 시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 암모니아 세정 단계에서 공정 챔버(6) 내로 유입된 가스 유량의 50% 이상이 NH3이고/이거나,
연속하는 복수의 부분 단계에서 서로 상이한 위치들(1, 2, 3)에서 서로 상이한 가스 질량 흐름들(Qn(NH3))이 공정 챔버(6) 내로 유입되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 분해 단계가 복수의 부분 단계로 실시되고, 이때 서로 상이한 가스 질량 흐름들(Qn(Cl2))이 서로 상이한 위치들(1, 2, 3)에서 상기 공정 챔버(6) 내로 유입되고/유입되거나,
상기 제2 분해 단계가 800 내지 900℃의 공정 온도에서 실시되고/실시되거나,
상기 제2 분해 단계가 100mbar 미만의 공정 챔버(6) 내 전체 압력에서 실시되고/실시되거나,
상기 제2 분해 단계 동안, 최대 10 볼륨%의 Cl2가 세정 가스로서 N2와 함께 공정 챔버(6) 내로 유입되거나, 그리고/또는
상기 제2 분해 단계가 10 내지 60분의 시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 분해 단계에서,
1,000 내지 1,300℃의 온도에서 실질적으로 단지 H2만이 공정 챔버(6) 내로 유입되고/유입되거나,
상기 공정 챔버(6) 내의 전체 가스 압력은 50 내지 900mbar이고/이거나,
상기 제1 분해 단계는 10 내지 60분의 시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 암모니아 세정 단계에 후속하는 세척 단계를 포함하고, 상기 세척 단계 동안 모든 반응성 가스들을 제거하기 위해 상기 공정 챔버는 주기적으로 비활성 가스로 세척되고 50mbar 미만의 압력으로 펌프 아웃(pump out) 되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 분해 단계, 상기 제2 분해 단계 및 상기 암모니아 세정 단계는 연속적으로 반복하여 실시되는 것을 특징으로 하는,
방법. - 삭제
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013104105.1A DE102013104105A1 (de) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | MOCVD-Schichtwachstumsverfahren mit nachfolgendem mehrstufigen Reinigungsschritt |
| DE102013104105.1 | 2013-04-23 | ||
| PCT/EP2014/057891 WO2014173806A1 (de) | 2013-04-23 | 2014-04-17 | Mocvd-schichtwachstumsverfahren mit nachfolgendem mehrstufigen reinigungschritt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150143835A KR20150143835A (ko) | 2015-12-23 |
| KR102293802B1 true KR102293802B1 (ko) | 2021-08-24 |
Family
ID=50685869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020157032974A KR102293802B1 (ko) | 2013-04-23 | 2014-04-17 | 후속하는 다단의 세정 단계를 갖는 mocvd-층 성장 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9670580B2 (ko) |
| JP (1) | JP6463339B2 (ko) |
| KR (1) | KR102293802B1 (ko) |
| CN (1) | CN105143504B (ko) |
| DE (1) | DE102013104105A1 (ko) |
| TW (1) | TWI641718B (ko) |
| WO (1) | WO2014173806A1 (ko) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6499493B2 (ja) * | 2015-04-10 | 2019-04-10 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長方法 |
| DE102017100725A1 (de) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | Aixtron Se | CVD-Reaktor und Verfahren zum Reinigen eines CVD-Reaktors |
| KR102369676B1 (ko) | 2017-04-10 | 2022-03-04 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 |
| DE102019111598A1 (de) * | 2019-05-06 | 2020-11-12 | Aixtron Se | Verfahren zum Abscheiden eines Halbleiter-Schichtsystems, welches Gallium und Indium enthält |
| CN113279057B (zh) * | 2021-03-31 | 2022-11-01 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 石墨基板的烘烤方法 |
| CN113333374B (zh) * | 2021-06-10 | 2023-05-02 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 石墨盘的清洗方法 |
| DE102022114717A1 (de) | 2021-12-03 | 2023-06-07 | Aixtron Se | Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden einer ein Element der V. Hauptgruppe enthaltenen Schicht in einer Prozesskammer und anschließenden Reinigen der Prozesskammer |
| WO2023099674A1 (de) | 2021-12-03 | 2023-06-08 | Aixtron Se | Verfahren und vorrichtung zum abscheiden einer ein element der v. hauptgruppe enthaltenen schicht in einer prozesskammer und anschliessendem reinigen der prozesskammer |
| DE102022002762A1 (de) | 2022-07-29 | 2024-02-01 | centrotherm international AG | Reinigungsverfahren zum Reinigen eines Hochtemperaturofens |
| CN115652283A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-01-31 | 徐州致能半导体有限公司 | 一种mocvd腔体覆盖件清洗方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100653217B1 (ko) * | 2006-05-29 | 2006-12-04 | 주식회사 아이피에스 | 금속 함유막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정 방법 |
| CN102899635A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-30 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种原位清洁mocvd反应腔室的方法 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0416400B1 (en) * | 1989-08-25 | 1996-02-07 | Applied Materials, Inc. | Cleaning method for semiconductor wafer processing apparatus |
| US5464031A (en) * | 1993-06-22 | 1995-11-07 | Micron Semiconductor, Inc. | Method of chamber cleaning in MOCVD applications |
| JP2003077839A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-14 | Toshiba Corp | 半導体製造装置のパージ方法及び半導体装置の製造方法 |
| US20030045098A1 (en) | 2001-08-31 | 2003-03-06 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for processing a wafer |
| JP3824301B2 (ja) * | 2001-09-11 | 2006-09-20 | シャープ株式会社 | 気相成長装置および気相成長方法 |
| US6730355B2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-05-04 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition method of forming a material over at least two substrates |
| KR101158298B1 (ko) * | 2003-12-26 | 2012-06-26 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 하드 마스크용 도포형 질화막 형성 조성물 |
| DE102004009130A1 (de) * | 2004-02-25 | 2005-09-15 | Aixtron Ag | Einlasssystem für einen MOCVD-Reaktor |
| TWI365919B (en) * | 2004-12-28 | 2012-06-11 | Tokyo Electron Ltd | Film formation apparatus and method of using the same |
| DE102007009145A1 (de) | 2007-02-24 | 2008-08-28 | Aixtron Ag | Vorrichtung zum Abscheiden kristalliner Schichten wahlweise mittels MOCVD oder HVPE |
| WO2010129289A2 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Applied Materials, Inc. | Decontamination of mocvd chamber using nh3 purge after in-situ cleaning |
| US8110889B2 (en) * | 2009-04-28 | 2012-02-07 | Applied Materials, Inc. | MOCVD single chamber split process for LED manufacturing |
| CN102414786B (zh) * | 2009-04-28 | 2016-08-24 | 应用材料公司 | 在原位清洁后利用nh3净化对mocvd腔室进行去污染处理 |
| KR20120090996A (ko) * | 2009-08-27 | 2012-08-17 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 인-시튜 챔버 세정 후 프로세스 챔버의 제염 방법 |
| JP5715361B2 (ja) * | 2010-09-08 | 2015-05-07 | 東京エレクトロン株式会社 | クリーニング方法 |
| US20130005118A1 (en) | 2011-07-01 | 2013-01-03 | Sung Won Jun | Formation of iii-v materials using mocvd with chlorine cleans operations |
| JP5710433B2 (ja) * | 2011-09-13 | 2015-04-30 | 株式会社東芝 | 成膜装置のクリーニング方法および成膜装置 |
| DE102011054566A1 (de) | 2011-10-18 | 2013-04-18 | Aixtron Se | Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden mehrkomponentiger Schichten, insbesondere metallorganischer Halbleiterschichten |
| DE102012102661B4 (de) | 2012-03-28 | 2024-01-18 | Aixtron Se | Verfahren zum Reinigen der Wände einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors |
| US20140008345A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Apparatus and method for repairing broken line of array substrate |
-
2013
- 2013-04-23 DE DE102013104105.1A patent/DE102013104105A1/de active Pending
-
2014
- 2014-04-17 US US14/785,310 patent/US9670580B2/en active Active
- 2014-04-17 CN CN201480022850.XA patent/CN105143504B/zh active Active
- 2014-04-17 KR KR1020157032974A patent/KR102293802B1/ko active IP Right Grant
- 2014-04-17 JP JP2016509403A patent/JP6463339B2/ja active Active
- 2014-04-17 WO PCT/EP2014/057891 patent/WO2014173806A1/de active Application Filing
- 2014-04-23 TW TW103114650A patent/TWI641718B/zh active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100653217B1 (ko) * | 2006-05-29 | 2006-12-04 | 주식회사 아이피에스 | 금속 함유막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정 방법 |
| CN102899635A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-30 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种原位清洁mocvd反应腔室的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI641718B (zh) | 2018-11-21 |
| WO2014173806A1 (de) | 2014-10-30 |
| KR20150143835A (ko) | 2015-12-23 |
| US20160076145A1 (en) | 2016-03-17 |
| CN105143504A (zh) | 2015-12-09 |
| DE102013104105A1 (de) | 2014-10-23 |
| CN105143504B (zh) | 2019-02-22 |
| TW201502311A (zh) | 2015-01-16 |
| JP6463339B2 (ja) | 2019-01-30 |
| JP2016524808A (ja) | 2016-08-18 |
| US9670580B2 (en) | 2017-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102293802B1 (ko) | 후속하는 다단의 세정 단계를 갖는 mocvd-층 성장 방법 | |
| US11830730B2 (en) | Layer forming method and apparatus | |
| KR101630748B1 (ko) | 박막의 형성 방법 및 성막 장치 | |
| US9932670B2 (en) | Method of decontamination of process chamber after in-situ chamber clean | |
| US7156923B2 (en) | Silicon nitride film forming method, silicon nitride film forming system and silicon nitride film forming system precleaning method | |
| KR101149383B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 | |
| KR100779823B1 (ko) | 박막 형성 장치, 박막 형성 방법 및 박막 형성 장치의 세정 방법 | |
| CN102414786B (zh) | 在原位清洁后利用nh3净化对mocvd腔室进行去污染处理 | |
| CN109950177B (zh) | 立式热处理装置 | |
| JP5312996B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置 | |
| TWI570777B (zh) | 減少半導體沉積系統反應腔內非所需沉積物之製程及系統 | |
| CN110284120B (zh) | 清洗方法和成膜装置 | |
| KR101553458B1 (ko) | 반도체 제조장치부품의 세정방법, 반도체 제조장치부품의 세정장치 및 기상성장장치 | |
| JP2008262967A (ja) | 気相成長方法及び装置 | |
| JP5197554B2 (ja) | 薄膜形成装置の洗浄方法及び薄膜形成方法 | |
| JP7228185B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法 | |
| KR20120021177A (ko) | 막의 형성 방법 및 기판 처리 장치 | |
| JP6796652B2 (ja) | ＳｉＣエピタキシャル成長炉系における三フッ化塩素クリーニング残渣除去方法 | |
| JP2504611B2 (ja) | 気相成長装置 | |
| CN106894000B (zh) | 石英管的防护方法 | |
| TW201527584A (zh) | 移除處理室壁上之沈積物的方法 | |
| JP5370209B2 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
| EP4360122A1 (en) | Novel oxidants and strained-ring precursors | |
| KR100351984B1 (ko) | 화학기상증착장비의 이물감소방법 | |
| JP2016178169A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |