KR20100077008A - Ｉｉｉ족/ｖ족 화합물을 증착시키는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명이 구체예는 일반적으로 하이드라이드 기상 에피택시(HVPE) 공정에 의해서 III-V족 재료를 형성시키는 방법에 관한 것이다. 한 가지 구체예에서, 공정 챔버내의 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 금속성 공급원을 가열하여 갈륨, 알루미늄, 인듐, 이들의 합금 또는 이들의 조합물을 함유하는 가열된 금속성 공급원을 형성시키고, 가열된 금속성 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 금속성 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 기판을 금속성 클로라이드 가스 및 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 금속 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 기판을 염소 가스에 노출시킴을 추가로 제공한다. 한 가지 예에서, 공정 챔버의 배출 도관은 전처리 공정 동안에 약 200℃ 또는 그 미만으로 가열된다.

Description

ＩＩＩ족/Ｖ족 화합물을 증착시키는 방법{METHOD FOR DEPOSITING GROUP III/V COMPOUNDS}
본 발명의 구체예는 일반적으로 장치, 예컨대, 발광 다이오드(LED)의 제조방법, 더욱 특히, 유기금속 화학 기상 증착(metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)) 공정 및 하이드라이드 기상 에피택시(hydride vapor phase epitaxy (HVPE)) 증착 공정에 의해서 III족-V족 재료를 형성시키는 방법에 관한 것이다.
III족 니트라이드 반도체는 여러 반도체 장치, 예컨대, 단파장 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD), 및 고전력, 고주파, 고온 트랜지스터 및 집적회로를 포함한 전자 장치의 개발 및 제조에서 점점 더 중요해지고 있다. III족 니트라이드를 증착시키는데 이용되는 한 가지 방법은 하이드라이드 기상 애피택시(HVPE) 증착이다. HVPE에서, 할로겐 화합물은 III족 금속 또는 원소와 반응하여 각각 금속/원소 할라이드 전구체(예, 금속 클로라이드)를 형성시킨다. 할라이드 전구체는 이어서 질소 전구체 가스와 반응하여 3족 니트라이드를 형성한다.
LED, LD, 트랜지스터 및 집적회로의 수요가 증가함에 따라서, III족 니트라이드 및 그 밖의 III족-V족 재료를 증착시키기 위한 효율이 더 중요해지고 있다. 큰 기판 또는 다중 기판상에 필름을 균일하게 증착시킬 수 있는 고증착율의 증착 장치 및 방법에 대한 일반적인 요구가 있다. 추가로, 균일한 전구체 혼합이 기판상의 일정한 필름 품질을 위해서 요구되고 있다. 따라서, 본 기술분야에서 개선된 HVPE 증착 방법에 대한 요구가 있다.
발명의 요약
본 발명의 구체예는 일반적으로 유기금속 화학 기상 증착(MOCVD) 및 하이드라이드 기상 에피택시(hydride vapor phase epitaxy (HVPE)) 공정에 의해서 III족-V족 재료를 형성시키는 방법에 관한 것이다. 한 가지 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 고형 금속성 갈륨 공급원을 가열하여 액체 금속성 갈륨 공급원을 형성시키고, 액체 금속성 갈륨 공급원을 염소 가스(Cl2)에 노출시켜서 갈륨 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 공정 챔버 내의 기판을 갈륨 클로라이드 가스 및 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 갈륨 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
일부 구체예에서, 기판은 갈륨 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 염소 가스를 함유하는 전처리 가스에 노출될 수 있다. 전처리 가스가 암모니아, 갈륨 클로라이드, 아르곤, 질소, 수소, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는 일부 예가 제공된다. 일부 예에서, 질소 전구체 가스가 암모니아를 함유하는 방법이 추가로 제공된다. 염소 가스는 전처리 공정 동안에 약 50sccm 내지 약 4,000sccm, 예컨대, 약 50sccm 내지 약 1,000sccm 범위내의 유량을 지닐 수 있다. 기판은 HVPE 공정 또는 전처리 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,250℃, 바람직하게는 약 800℃ 내지 약 1,100℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다.
다른 예에서, 공정 챔버는 갈륨 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 염소 가스에 노출될 수 있다. 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,250℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 일부 예에서, 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 알루미늄 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 금속성 알루미늄 공급원을 가열하고, 가열된 금속성 알루미늄 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 알루미늄 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 알루미늄 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 알루미늄 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
일부 구체예에서, 기판은 알루미늄 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 염소 가스를 함유하는 전처리 가스에 노출시킬 수 있다. 전처리 가스가 암모니아, 알루미늄 클로라이드, 아르곤, 질소, 수소 또는 이들의 조합물을 추가로 함유하는 일부 예가 제공된다. 일부예에서, 질소 전구체 가스가 암모니아를 포함하는 방법이 추가로 제공된다. 염소 가스는 전처리 공정 동안에 약 50sccm 내지 약 4,000sccm, 예컨대, 약 50sccm 내지 약 1,000sccm 범위내의 유량을 지닐 수 있다. 기판은 HVPE 공정 또는 전처리 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,250℃, 바람직하게는 약 800℃ 내지 약 1,100℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다.
다른 예에서, 공정 챔버는 알루미늄 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 염소 가스에 노출될 수 있다. 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,250℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 일부 예에서, 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 전처리 공정 동안에 기판을 염소 가스에 노출시키면서 전처리된 표면을 형성시키고, 금속성 공급원을 가열하여 갈륨, 알루미늄, 인듐, 이들의 합금 또는 이들의 조합물을 함유하는 가열된 금속성 공급원을 형성시키고, 가열된 금속성 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 금속성 클로라이드 가스를 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 HVPE 공정 동안에 기판을 금속성 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 전처리된 표면상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 추가로 포함한다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 금속성 공급원을 가열하여 갈륨, 알루미늄, 인듐, 이들의 합금, 또는 이들의 조합물을 함유하는 가열된 금속성 공급원을 형성시키고, 가열된 금속성 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 금속성 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 금속성 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 금속 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔서 세정 공정 동안에 공정 챔버를 염소 가스에 노출시킴을 추가로 포함한다. 기판은 챔버 세정 공정 전에 공정 챔버로부터 제거될 수 있다. 공정 챔버는 세정 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,200℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 임의로, 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨-함유 재료를 형성시키는 방법으로서, 고형 금속성 갈륨 공급원을 가열하여 액체 금속성 갈륨 공급원을 형성시키고, 액체 금속성 갈륨 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 갈륨 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 기판을 갈륨 클로라이드 가스와 V족 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 갈륨-함유 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 알루미늄-함유 재료를 형성시키는 방법으로서, 금속성 알루미늄 공급원을 가열하고, 가열된 금속성 알루미늄 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 알루미늄 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 알루미늄 클로라이드 가스와 V족 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 알루미늄-함유 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
V족 전구체 가스는 원소, 예컨대, 질소, 인, 비소 또는 이들의 조합물을 함유할 수 있다. 한 가지 예에서, V족 전구체 가스는 암모니아, 하이드라진 화합물, 아민 화합물, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합물을 함유할 수 있다. 또 다른 예에서, V족 전구체 가스는 포스핀, 알킬 포스핀 화합물, 아르신(arsine), 알킬 아르신 화합물, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합물을 함유할 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 III족 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 트리알킬 III족 화합물을 소정의 온도로 가열하고, 트리알킬 III족 화합물을 염소 가스에 노출시키면서 금속 클로라이드 가스를 형성시키고, 기상 증착 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 금속 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
한 가지 예에서, 트리알킬 III족 화합물은 트리알킬갈륨 화합물을 함유하며, 금속 클로라이드 가스는 갈륨 클로라이드를 함유한다. 트리알킬갈륨 화합물은 알킬기, 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이들의 이성질체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 갈륨 클로라이드는 약 300℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 온도에서 형성될 수 있다. 그러나, 기판은 기상 증착 공정 동안에 약 800℃ 내지 약 1,100℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다.
또 다른 예에서, 트리알킬 III족 화합물은 트리알킬알루미늄 화합물을 함유하며, 금속 클로라이드 가스는 알루미늄 클로라이드를 함유한다. 트리알킬알루미늄 화합물은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이들의 이성질체, 이들의 유도체 또는 이들의 조합으로부터 선택된 알킬기를 함유할 수 있다. 알루미늄 클로라이드는 약 300℃ 내지 약 400℃ 범위 내의 온도에서 형성될 수 있다. 그러나, 기판은 기상 증착 공정 동안에 약 800℃ 내지 약 1,100℃ 범위 내의 온도로 가열될 수 있다.
또 다른 예에서, 트리알킬 III족 화합물은 트리알킬인듐 화합물을 함유하며, 금속 클로라이드 가스는 인듐 클로라이드를 함유한다. 트리알킬인듐 화합물은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이들의 이성질체, 이들의 유도체 또는 이들의 조합으로부터 선택된 알킬기를 함유할 수 있다. 인듐 클로라이드는 약 300℃ 내지 약 400℃ 범위 내의 온도에서 형성될 수 있다. 그러나, 기판은 기상 증착 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 650℃ 범위 내의 온도로 가열될 수 있다.
일부 구체예에서, 기판은 금속 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 염소 가스에 노출될 수 있다. 기판은 전처리 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,200℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 공정 챔버는 금속 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 염소 가스에 노출될 수 있다. 다른 예에서, 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,200℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 전처리 공정 동안에 공정 챔버 내의 기판을 염소 가스에 노출시키면서 전처리된 표면을 형성시키고, 금속성 공급원을 가열하여 원소, 예컨대, 갈륨, 알루미늄, 인듐, 이들의 합금, 또는 이들의 조합물을 함유하는 가열된 금속성 공급원을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 추가로 가열된 금속성 공급원을 염소-함유 가스에 노출시키면서 금속성 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 기판을 금속성 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 전처리된 표면상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함한다. 염소-함유 가스가 염소 가스와 염화수소(HCl)를 함유하는 예가 제공된다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 III족 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 화학식이 R"R'RM이며, 그러한 화학식에서, M은 갈륨, 알루미늄, 또는 인듐이고, 각각의 R", R' 및 R은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이들의 이성질체, 이들의 유도체 또는 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 트리알킬 III족 화합물을 소정의 온도로 가열함을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 추가로 염소 가스를 트리알킬 III족 화합물에 노출시키면서 금속 클로라이드 가스를 형성시키고, 기상 증착 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 금속 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 배출 도관을 지니는 배출 시스템에 결합된 공정 챔버내의 기판을 제공하고, 전처리 공정 동안에 배출 도관을 약 200℃ 또는 그 미만의 온도로 가열하면서, 전처리 공정 동안에 기판을 염소 가스를 함유하는 전처리 가스에 노출시키면서 전처리된 표면을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 추가로 고형의 금속성 갈륨 공급원을 가열하여 액체 금속성 갈륨 공급원을 형성시키고, 액체 금속성 갈륨 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 갈륨 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 기판을 갈륨 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 갈륨 니트라이드 층을 형성시킴을 포함한다.
전처리 공정 동안에 약 170℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 150℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 130℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 100℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 70℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 50℃ 또는 그 미만의 온도로 가열될 수 있다. 다른 예에서, 배출 도관은 전처리 공정 동안에 약 30℃ 내지 약 200℃, 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 170℃, 더욱 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 150℃, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 120℃, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 100℃ 범위 내의 온도로 가열될 수 있다. 공정 챔버는 전처리 공정 동안에 약 760 Torr 또는 그 미만, 바람직하게는 약 100 Torr 내지 약 760 Torr, 더욱 바람직하게는, 약 200 Torr 내지 약 760 Torr, 더욱 바람직하게는 약 350 Torr 내지 약 760 Torr의 범위, 예를 들어, 약 450 Torr의 내부 압력을 지닐 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판은 HVPE 공정 동안에 염소 가스와 암모니아 가스를 함유하는 전처리 가스에 노출될 수 있다. 일부 예에서, 전처리 가스는 약 1 몰 퍼센트(mol%) 내지 약 10 mol%, 바람직하게는 약 3 mol% 내지 약 7 mol%, 더욱 바람직하게는 약 4 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 예를 들어, 약 5 mol%의 농도로 염소 가스를 함유한다. 또 다른 예에서, 전처리 가스는 약 5 mol% 내지 약 25 mol%, 바람직하게는 약 10 mol% 내지 약 20 mol%, 더욱 바람직하게는 약 12 mol% 내지 약 18 mol% 범위, 예를 들어, 약 15 mol%의 농도로 암모니아 가스를 함유한다.
또 다른 구체예에서, 공정 챔버는 HVPE 공정 동안에 염소 가스와 암모니아 가스를 함유하는 증착 가스를 함유한다. 증착 가스는 약 0.01 mol% 내지 약 1 mol%, 바람직하게는 약 0.05 mol% 내지 약 0.5 mol%, 더욱 바람직하게는 약 0.07 mol% 내지 약 0.4 mol% 범위, 예를 들어, 약 0.1 mol%의 농도로 염소 가스를 함유한다. 또 다른 예에서, 증착 가스는 약 5 mol% 내지 약 25 mol%, 바람직하게는 약 10 mol% 내지 약 20 mol%, 더욱 바람직하게는 약 12 mol% 내지 약 18 mol% 범위, 예를 들어, 약 15 mol%의 농도로 암모니아 가스를 함유한다.
또 다른 구체예에서, 배출 도관은 HVPE 공정 또는 챔버 세정 공정 동안에 약 200℃ 또는 그 미만의 온도로 가열될 수 있다. 배출 도관이 HVPE 공정 또는 챔버 세정 공정 동안에 약 170℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 150℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 130℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 100℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 70℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 50℃ 또는 그 미만의 온도로 가열될 수 있는 예가 제공된다. 또 다른 예에서, 배출 도관은 HVPE 공정 또는 챔버 세정 공정 동안에 약 30℃ 내지 약 200℃, 바람직하게는 약 30℃ 내지 170℃, 더욱 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 150℃, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 120℃, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 내지 100℃ 범위의 온도로 가열될 수 있다.
공정 챔버는 HVPE 공정 또는 챔버 세정 공정 동안에 약 760 Torr 또는 그 미만, 바람직하게는 약 100 Torr 내지 약 760 Torr, 더욱 바람직하게는 약 200 Torr 내지 약 760 Torr, 더욱 바람직하게는 약 350 Torr 내지 약 760 Torr 범위, 예를 들어 약 450 Torr의 내부 압력을 지닐 수 있다. 일부 예에서, 세정 가스는 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 바람직하게는 약 3 mol% 내지 약 7 mol%, 더욱 바람직하게는 약 4 mol% 내지 약 6 mol% 범위, 예를 들어, 약 5 mol%의 농도로 염소 가스를 함유한다.
본 발명의 상기 열거된 특징이 획득되며 상세히 이해될 수 있게 하는 방식으로, 상기 간단히 요약된 본 발명의 더욱 특정의 설명이 첨부된 도면에서 예시되는 그 구체예를 참조로 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 증착 챔버의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 샤워헤드(showerhead) 어셈블리의 측단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 샤워헤드 어셈블리의 단면 평면도이다.
도 4는 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 샤워헤드 어셈블리의 절단 단면 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 샤워헤드 어셈블리의 가스 통과 부품에 대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 샤워헤드 어셈블리의 상부 평면 부품 사시도이다.
도 7은 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 샤워헤드 어셈블리의 측단면 사시도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 샤워헤드 어셈블리의 보트 부품(boat component)에 대한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 샤워헤드 어셈블리의 가스 통과 부품에 대한 도면이다.
그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 구체예를 단지 예시하고자 하는 것이며, 따라서, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것으로 여겨지지 않는데, 그 이유는 본 발명이 다른 동일한 효과의 구체예에 허용될 수 있기 때문임을 주지해야 한다.
상세한 설명
본 발명의 구체예는 일반적으로 유기금속 화학 기상 증착(MOCVD) 및 하이드라이드 기상 에피택시(hydride vapor phase epitaxy (HVPE)) 공정에 의해서 III족-V족 재료를 형성시키는 방법에 관한 것이다. 한 가지 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 고형 금속성 갈륨 공급원을 가열하여 액체 금속성 갈륨 공급원을 형성시키고, 액체 금속성 갈륨 공급원을 염소 가스(Cl2)에 노출시켜서 갈륨 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 갈륨 클로라이드 가스 및 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 갈륨 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
일부 구체예에서, 기판은 갈륨 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 염소 가스를 함유하는 전처리 가스에 노출될 수 있다. 전처리 가스가 암모니아, 갈륨 클로라이드, 아르곤, 질소, 수소, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는 일부 예가 제공된다. 일부 예에서, 질소 전구체 가스가 암모니아를 함유하는 방법이 추가로 제공된다. 염소 가스는 전처리 공정 동안에 약 50sccm 내지 약 4,000sccm, 예컨대, 약 50sccm 내지 약 1,000sccm 범위내의 유속을 지닐 수 있다. 기판은 HVPE 공정 또는 전처리 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,250℃, 바람직하게는 약 800℃ 내지 약 1,100℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다.
다른 예에서, 공정 챔버는 갈륨 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 염소 가스에 노출될 수 있다. 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,250℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 일부 예에서, 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 알루미늄 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 금속성 알루미늄 공급원을 가열하고, 가열된 금속성 알루미늄 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 알루미늄 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 알루미늄 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 알루미늄 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
일부 구체예에서, 기판은 알루미늄 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 염소 가스를 함유하는 전처리 가스에 노출시킬 수 있다. 전처리 가스가 암모니아, 알루미늄 클로라이드, 아르곤, 질소, 수소 또는 이들의 조합물을 추가로 함유하는 일부 예가 제공된다. 일부예에서, 질소 전구체 가스가 암모니아를 포함하는 방법이 추가로 제공된다. 염소 가스는 전처리 공정 동안에 약 50sccm 내지 약 4,000sccm, 예컨대, 약 50sccm 내지 약 1,000sccm 범위내의 유량을 지닐 수 있다. 기판은 HVPE 공정 또는 전처리 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,250℃, 바람직하게는 약 800℃ 내지 약 1,100℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다.
다른 예에서, 공정 챔버는 알루미늄 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 염소 가스에 노출될 수 있다. 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,250℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 일부 예에서, 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 전처리 공정 동안에 기판을 염소 가스에 노출시키면서 전처리된 표면을 형성시키고, 금속성 공급원을 가열하여 갈륨, 알루미늄, 인듐, 이들의 합금 또는 이들의 조합물을 함유하는 가열된 금속성 공급원을 형성시키고, 가열된 금속성 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 금속성 클로라이드 가스를 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 HVPE 공정 동안에 기판을 금속성 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 전처리된 표면상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 추가로 포함한다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 금속성 공급원을 가열하여 갈륨, 알루미늄, 인듐, 이들의 합금, 또는 이들의 조합물을 함유하는 가열된 금속성 공급원을 형성시키고, 가열된 금속성 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 금속성 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 금속성 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 금속 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔서 세정 공정 동안에 공정 챔버를 염소 가스에 노출시킴을 추가로 포함한다. 기판은 챔버 세정 공정 전에 공정 챔버로부터 제거될 수 있다. 공정 챔버는 세정 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,200℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 임의로, 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨-함유 재료를 형성시키는 방법으로서, 고형 금속성 갈륨 공급원을 가열하여 액체 금속성 갈륨 공급원을 형성시키고, 액체 금속성 갈륨 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 갈륨 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 기판을 갈륨 클로라이드 가스와 V족 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 갈륨-함유 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 알루미늄-함유 재료를 형성시키는 방법으로서, 금속성 알루미늄 공급원을 가열하고, 가열된 금속성 알루미늄 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 알루미늄 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 알루미늄 클로라이드 가스와 V족 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 알루미늄-함유 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
V족 전구체 가스는 원소, 예컨대, 질소, 인, 비소 또는 이들의 조합물을 함유할 수 있다. 한 가지 예에서, V족 전구체 가스는 암모니아, 하이드라진 화합물, 아민 화합물, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합물을 함유할 수 있다. 또 다른 예에서, V족 전구체 가스는 포스핀, 알킬 포스핀 화합물, 아르신(arsine), 알킬 아르신 화합물, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합물을 함유할 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 III족 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 트리알킬 III족 화합물을 소정의 온도로 가열하고, 트리알킬 III족 화합물을 염소 가스에 노출시키면서 금속 클로라이드 가스를 형성시키고, 기상 증착 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 금속 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다.
한 가지 예에서, 트리알킬 III족 화합물은 트리알킬갈륨 화합물을 함유하며, 금속 클로라이드 가스는 갈륨 클로라이드를 함유한다. 트리알킬갈륨 화합물은 알킬기, 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이들의 이성질체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 갈륨 클로라이드는 약 300℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 온도에서 형성될 수 있다. 그러나, 기판은 기상 증착 공정 동안에 약 800℃ 내지 약 1,100℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다.
또 다른 예에서, 트리알킬 III족 화합물은 트리알킬알루미늄 화합물을 함유하며, 금속 클로라이드 가스는 알루미늄 클로라이드를 함유한다. 트리알킬알루미늄 화합물은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이들의 이성질체, 이들의 유도체 또는 이들의 조합으로부터 선택된 알킬기를 함유할 수 있다. 알루미늄 클로라이드는 약 300℃ 내지 약 400℃ 범위 내의 온도에서 형성될 수 있다. 그러나, 기판은 기상 증착 공정 동안에 약 800℃ 내지 약 1,100℃ 범위 내의 온도로 가열될 수 있다.
또 다른 예에서, 트리알킬 III족 화합물은 트리알킬인듐 화합물을 함유하며, 금속 클로라이드 가스는 임듐 클로라이드를 함유한다. 트리알킬인듐 화합물은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이들의 이성질체, 이들의 유도체 또는 이들의 조합으로부터 선택된 알킬기를 함유할 수 있다. 인듐 클로라이드는 약 300℃ 내지 약 400℃ 범위 내의 온도에서 형성될 수 있다. 그러나, 기판은 기상 증착 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 650℃ 범위 내의 온도로 가열될 수 있다.
일부 구체예에서, 기판은 금속 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 염소 가스에 노출될 수 있다. 기판은 전처리 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,200℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 공정 챔버는 금속 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 염소 가스에 노출될 수 있다. 다른 예에서, 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 약 500℃ 내지 약 1,200℃ 범위내의 온도로 가열될 수 있다. 공정 챔버는 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 전처리 공정 동안에 공정 챔버 내의 기판을 염소 가스에 노출시키면서 전처리된 표면을 형성시키고, 금속성 공급원을 가열하여 원소, 예컨대, 갈륨, 알루미늄, 인듐, 이들의 합금, 또는 이들의 조합물을 함유하는 가열된 금속성 공급원을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 추가로 가열된 금속성 공급원을 염소-함유 가스에 노출시키면서 금속성 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 기판을 금속성 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 전처리된 표면상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함한다. 염소-함유 가스가 염소 가스와 염화수소(HCl)를 함유하는 예가 제공된다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 III족 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 화학식이 R"R'RM이며, 그러한 화학식에서, M은 갈륨, 알루미늄, 또는 인듐이고, 각각의 R", R' 및 R은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이들의 이성질체, 이들의 유도체 또는 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 트리알킬 III족 화합물을 소정의 온도로 가열함을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 추가로 염소 가스를 트리알킬 III족 화합물에 노출시키면서 금속 클로라이드 가스를 형성시키고, 기상 증착 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 금속 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서, 배출 도관을 지니는 배출 시스템에 결합된 공정 챔버내의 기판을 제공하고, 전처리 공정 동안에 배출 도관을 약 200℃ 또는 그 미만의 온도로 가열하면서, 전처리 공정 동안에 기판을 염소 가스를 함유하는 전처리 가스에 노출시키면서 전처리된 표면을 형성시킴을 포함하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 추가로 고형의 금속성 갈륨 공급원을 가열하여 액체 금속성 갈륨 공급원을 형성시키고, 액체 금속성 갈륨 공급원을 염소 가스에 노출시키면서 갈륨 클로라이드 가스를 형성시키고, HVPE 공정 동안에 기판을 갈륨 클로라이드 가스와 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 갈륨 니트라이드 층을 형성시킴을 포함한다.
전처리 공정 동안에 약 170℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 150℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 130℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 100℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 70℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 50℃ 또는 그 미만의 온도로 가열될 수 있다. 다른 예에서, 배출 도관은 전처리 공정 동안에 약 30℃ 내지 약 200℃, 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 170℃, 더욱 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 150℃, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 120℃, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 100℃ 범위 내의 온도로 가열될 수 있다. 공정 챔버는 전처리 공정 동안에 약 760 Torr 또는 그 미만, 바람직하게는 약 100 Torr 내지 약 760 Torr, 더욱 바람직하게는, 약 200 Torr 내지 약 760 Torr, 더욱 바람직하게는 약 350 Torr 내지 약 760 Torr의 범위, 예를 들어, 약 450 Torr의 내부 압력을 지닐 수 있다.
또 다른 구체예에서, 기판은 HVPE 공정 동안에 염소 가스와 암모니아 가스를 함유하는 전처리 가스에 노출될 수 있다. 일부 예에서, 전처리 가스는 약 1 몰 퍼센트(mol%) 내지 약 10 mol%, 바람직하게는 약 3 mol% 내지 약 7 mol%, 더욱 바람직하게는 약 4 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 예를 들어, 약 5 mol%의 농도로 염소 가스를 함유한다. 또 다른 예에서, 전처리 가스는 약 5 mol% 내지 약 25 mol%, 바람직하게는 약 10 mol% 내지 약 20 mol%, 더욱 바람직하게는 약 12 mol% 내지 약 18 mol% 범위, 예를 들어, 약 15 mol%의 농도로 암모니아 가스를 함유한다.
또 다른 구체예에서, 공정 챔버는 HVPE 공정 동안에 염소 가스와 암모니아 가스를 함유하는 증착 가스를 함유한다. 증착 가스는 약 0.01 mol% 내지 약 1 mol%, 바람직하게는 약 0.05 mol% 내지 약 0.5 mol%, 더욱 바람직하게는 약 0.07 mol% 내지 약 0.4 mol% 범위, 예를 들어, 약 0.1 mol%의 농도로 염소 가스를 함유한다. 또 다른 예에서, 증착 가스는 약 5 mol% 내지 약 25 mol%, 바람직하게는 약 10 mol% 내지 약 20 mol%, 더욱 바람직하게는 약 12 mol% 내지 약 18 mol% 범위, 예를 들어, 약 15 mol%의 농도로 암모니아 가스를 함유한다.
또 다른 구체예에서, 배출 도관은 HVPE 공정 또는 챔버 세정 공정 동안에 약 200℃ 또는 그 미만의 온도로 가열될 수 있다. 배출 도관이 HVPE 공정 또는 챔버 세정 공정 동안에 약 170℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 150℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 130℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 100℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 70℃ 또는 그 미만, 예컨대, 약 50℃ 또는 그 미만의 온도로 가열될 수 있는 예가 제공된다. 또 다른 예에서, 배출 도관은 HVPE 공정 또는 챔버 세정 공정 동안에 약 30℃ 내지 약 200℃, 바람직하게는 약 30℃ 내지 170℃, 더욱 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 150℃, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 120℃, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 내지 100℃ 범위의 온도로 가열될 수 있다.
공정 챔버는 HVPE 공정 또는 챔버 세정 공정 동안에 약 760 Torr 또는 그 미만, 바람직하게는 약 100 Torr 내지 약 760 Torr, 더욱 바람직하게는 약 200 Torr 내지 약 760 Torr, 더욱 바람직하게는 약 350 Torr 내지 약 760 Torr 범위, 예를 들어 약 450 Torr의 내부 압력을 지닐 수 있다. 일부 예에서, 세정 가스는 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 바람직하게는 약 3 mol% 내지 약 7 mol%, 더욱 바람직하게는 약 4 mol% 내지 약 6 mol% 범위, 예를 들어, 약 5 mol%의 농도로 염소 가스를 함유한다.
또 다른 구체예에서, 본원에 기재된 기상 증착 공정 및 챔버 세정 공정은 도 1에 도시된 HVPE 챔버와 유사한 공정 챔버내에서 수행될 수 있다. 본 발명의 구체예를 실행하도록 구성될 수 있는 예시적인 챔버는 2006년 4월 26일자로 출원되고 US 2007-0254100호로서 공개된 공동 양도된 U.S. Ser. No. 11/411,672호 및 2006년 4월 14일자로 출원되고 US 2007-0240631호로서 공개된 U.S. Ser. No. 11/404,516호에 기재되어 있으며, 본원에서는 이들의 전체 내용을 참조로 통합한다.
도 1에서의 장치(100)는 공정 공간(108)을 둘러싸는 챔버 보디(102)를 포함한다. 샤워헤드 어셈블리(104)가 공정 공간(108)의 한 단부에 배치되며, 기판 캐리어(114)가 공정 공간(108)의 다른 단부에 배치된다. 기판 캐리어(114)는 하나 이상의 리세스(recess: 116)를 포함할 수 있으며, 그러한 리세스 내에 하나 이상의 기판이 가공 동안에 배치될 수 있다. 기판 캐리어(114)는 6개 이상의 기판을 운반할 수 있다. 한 가지 구체예에서, 기판 캐리어(114)는 8개의 기판을 운반한다. 더 많거나 더 적은 기판이 기판 캐리어(114)상에 운발될 수 있음을 이해해야 한다. 전형적인 기판은 사파이어, 실리콘 카바이드 또는 실리콘일 수 있다. 기판 크기는 그 직경이 50mm 내지 100mm 또는 그 초과일 수 있다. 기판 캐리어 크기는 200mm 내지 500mm 범위 일 수 있다. 기판 캐리어는 실리콘 카바이드 또는 실리콘 카바이드-코팅된 그라파이트를 포함한 다양한 재료로부터 형성될 수 있다. 기판은 사파이어, 실리콘 카바이드, 갈륨 니트라이드, 실리콘, 석영, 갈륨 아르세나이드, 알루미늄 니트라이드, 유리(glass) 또는 이들의 유도체를 함유할 수 있음을 이해해야 한다. 다른 크기의 기판이 장치(100)내에서 및 본원에 기재된 방법에 따라서 가공될 수 있음을 이해해야 한다. 상기된 바와 같은 샤워헤드 어셈블리는 통상의 HVPE 챔버에서 보다 더 많은 수의 기판 또는 더 큰 기판을 더 균일하게 증착시켜서, 생산 비용을 감소시킬 수 있다. 기판 캐리어(114)는 가공 동안에 그 중심 축에 대해서 회전할 수 있다. 한 가지 구체예에서, 기판은 개별적으로 기판 캐리어(114)내에서 회전할 수 있다.
기판 캐리어(114)는 회전할 수 있다. 한 가지 구체예에서, 기판 캐리어(114)는 약 2 RPM 내지 약 100 RPM으로 회전할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 기판 캐리어(114)는 약 30 RPM으로 회전할 수 있다. 기판 캐리어(114)를 회전시키면 공정 가스를 각각의 기판에 고르게 노출시키는데 도움이 된다.
다수의 램프(130a, 130b)가 기판 캐리어(114)의 아래에 배치될 수 있다. 많은 적용을 위해서, 전형적인 램프 배열이 기판 위에(도시되지 않음) 및 기판 아래에(도시됨) 램프 뱅크(banks of lamps)를 포함할 수 있다. 한 가지 구체예는 측면으로부터의 램프를 포함할 수 있다. 특정의 구체예에서, 램프는 동심원으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 램프(130b)의 내부 어레이는 8개의 램프를 포함할 수 있으며, 램프(130a)의 외부 어레이는 12개의 램프를 포함할 수 있다. 본 발명의 한 가지 구체예에서, 램프(130a, 130b)는 각각 개별적으로 전력이 공급된다. 또 다른 구체예에서, 램프(130a, 130b)의 어레이는 샤워헤드 어셈블리(104) 위에 또는 그 내부에 위치될 수 있다. 램프의 다른 배열 및 다른 수가 가능하다는 것이 이해될 것이다. 램프(130a, 130b)의 어레이는 선택적으로 전력이 공급되어 기판 캐리어(114)의 내부 및 외부 영역을 가열할 수 있다. 한 가지 구체예에서, 램프(130a, 130b)는 내부 및 외부 어레이로서 총체적으로 전력이 공급되고, 그러한 어레이에서, 상부 및 하부 어레이는 총체적으로 전력이 공급되거나 별도로 전력이 공급될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 별도의 램프 또는 가열 요소가 공급원 보트(source boat: 280) 위에 및/또는 그 아래에 위치될 수 있다. 본 발명은 램프 어레이의 사용에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 적절한 온도가 공정 챔버, 그 안의 기판 및 금속 공급원에 충분하게 적용되는 것을 확실히 하도록 어떠한 적합한 가열원이 이용될 수 있다. 예를 들어, 2005년 7월 22일자로 출원되고 US 2006-0018639호로서 공개된 공동 양도된 U.S. Ser. No.11/187,188호에 기재된 바와 같은 급속 열처리 램프 시스템이 사용될 수 있는 것으로 사료되며, 본원에서는 상기 출원의 전체를 참조로 통합한다.
하나 이상의 램프(130a, 130b)는 공급원 보트(280)뿐만 아니라 기판을 가열하도록 전력이 공급될 수 있다. 램프는 기판을 약 900℃ 내지 약 1,200℃ 범위내의 온도로 가열할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 램프(130a, 130b)는 공급원 보트(280) 안에 있는 웰(well: 820)내의 금속 공급원을 약 350℃ 내지 약 900℃ 범위내의 온도로 유지시킨다. 열전쌍이 가공 동안에 금속 공급원 온도를 측정하도록 웰(820)내에 위치할 수 있다. 열전쌍에 의해서 측정된 온도는 가열 램프(130a, 130b)로부터 제공된 열을 조절하는 제어기에 공급되어 웰(820)내의 금속 공급원의 온도가 필요에 따라 제어되거나 조절될 수 있게 한다.
본 발명의 한 가지 구체예에 따른 공정 동안에, 전구체 가스(106)는 샤워헤드 어셈블리(104)로부터 기판 표면으로 흐른다. 기판 표면 또는 그 근처에 있는 전구체 가스의 반응은 기판상에 GaN, AlN, 및 InN를 포함한 다양한 금속 니트라이드 층을 증착시킬 수 있다. 다중 금속이 또한 "조합 필름(combination film)", 예컨대, AlGaN 및/또는 InGaN의 증착을 위해서 이용될 있다. 공정 공간(108)은 약 100 Torr 내지 약 760 Torr 범위 내의 압력으로 유지될 수 있다. 한 가지 예에서, 공정 공간(108)은 약 450 Torr 내지 약 760 Torr 범위 내의 압력으로 유지된다.
도 2는 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 도 1의 HVPE 챔버의 단면 사시도이다. 공급원 보트(280)는 챔버 보디(102)를 둘러싸고 있다. 금속 공급원은 공급원 보트(280)의 웰(820)을 채우고 있다. 한 가지 구체예에서, 금속 공급원은 어떠한 적합한 금속 공급원, 예컨대, 갈륨, 알루미늄, 또는 인듐을 포함하며, 특정의 금속이 특정의 적용 요구에 기초하여 선택된다. 할라이드 또는 할로겐 가스는 공급원 보트(280)의 웰(820)내의 금속 공급원 위로 채널(810)을 통해서 흐르고 금속 공급원과 반응하여 가스성 금속-함유 전구체를 형성시킨다. 한 가지 구체예에서, HCl이 액체 갈륨과 반응하여 가스성 GaCl을 형성시킨다. 또 다른 구체예에서, Cl2가 액체 갈륨과 반응하여 GaCl 및 GaCl3을 형성시킨다. 본 발명의 추가의 구체예는 다른 할라이드 또는 할로겐을 사용하여 금속-함유 가스상 전구체를 얻고 있다. 적합한 하이드라이드는 조성 HX(예, X=Cl, Br 또는 I)를 지니는 것들을 포함하며, 적합한 할로겐은 Cl2, Br2, 및 I2를 포함한다. 할라이드의 경우, 불균형 화학 반응식은 다음과 같다:
HX (가스) + M (액체 금속) → MX (가스) + H (가스)
여기서, X = Cl, Br, 또는 I이고, M = Ga, Al, 또는 In이다.
할로겐의 경우, 반응식은 다음과 같다:
Z (가스) + M (액체 금속) → MZ (가스)
여기서, Z = Cl2, Br2, 또는 I2이고, M = Ga, Al, 또는 In이다. 이하, 가스성 금속 함유 종(gaseous metal containing specie)은 "금속 함유 전구체"(예, 금속 클로라이드)로 지칭될 것이다.
공급원 보트(280)내의 반응으로부터의 금속 함유 전구체 가스(216)는 제 1 가스 통로 세트, 예컨대, 튜브(251)를 통해서 공정 공간(108)내로 도입된다. 금속 함유 전구체 가스(216)은 공급원 보트(280)가 아닌 공급원으로부터 생성될 수 있음을 이해해야 한다. 질소-함유 가스(226)는 제 2 가스 통로 세트, 예컨대, 튜브(252)를 통해서 공정 공간(108)에 도입될 수 있다. 튜브의 배열이 적합한 가스 분배 구조의 예로서 도시되어 있으며 일부 구체예에서 사용될 수 있지만, 본원에서 기재된 가스 분배를 제공하도록 설계된 다른 유형의 통로 배열의 다양한 그 밖의 유형이 또한 다른 구체예를 위해서 이용될 수 있다. 그러한 통로 배열의 예는, 이하 상세한 설명에서 기재된 바와 같이, 플레이트에 형성된 가스 분배 채널(통로로서)을 지니는 가스 분배 구조를 포함한다.
한 가지 구체예에서, 질소-함유 가스는 암모니아를 포함한다. 금속 함유 전구체 가스(216) 및 질소-함유 가스(226)는 기판의 표면 또는 그 근처에서 반응할 수 있고, 금속 니트라이드가 기판상에 증착될 수 있다. 금속 니트라이드는 시간당 약 1 마이크론 내지 시간당 약 60 마이크론의 속도로 기판에 증착될 수 있다. 한 가지 구체예에서, 증착 속도는 시간당 약 15 마이크론 내지 시간당 약 25 마이크론이다.
한 가지 구체예에서, 불활성 가스(206)가 플레이트(260)를 통해서 공정 공간(108)에 도입된다. 금속 함유 전구체 가스(216)와 질소-함유 가스(226) 사이에 불활성 가스(206)를 흘려보냄으로써, 금속 함유 전구체 가스(216)와 질소-함유 가스(226)가 서로 접촉되지 않으며 조기에 반응하지 않아서 요망되지 않은 표면상에 증착되지 않을 수 있다. 한 가지 구체예에서, 불활성 가스(206)는 수소, 질소, 헬륨, 아르곤 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 암모니아가 불활성 가스(206)를 대신한다. 한 가지 구체예에서, 질소-함유 가스(226)가 약 1 slm 내지 약 15 slm의 유량으로 공정 공간에 제공된다. 또 다른 구체예에서, 질소-함유 가스(226)가 캐리어 가스와 함께 흐른다. 캐리어 가스는 질소 가스 또는 수소 가스 또는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 한 가지 구체예에서, 질소-함유 가스(226)는 약 0 slm 내지 약 15 slm 범위내의 유량으로 제공될 수 있는 캐리어 가스와 동시에 흐른다. 할라이드 또는 할로겐 가스에 대한 전형적인 유량은 약 5 sccm 내지 약 1,000 sccm 범위 내에 있지만, 약 5 slm 이하의 유량을 포함할 수 있다. 할라이드/할로겐 가스를 위한 캐리어 가스는 약 0.1 slm 내지 약 10 slm의 범위내에 있을 수 있으며, 앞서 열거된 불활성 가스를 함유한다. 할라이드/할로겐/캐리어 가스 혼합물의 추가의 희석은 약 0 slm 내지 약 10 slm 범위내의 불활성 가스에 의해서 발생될 수 있다. 불활성 가스(206)의 유량은 약 5 slm 내지 약 40 slm 범위내일 수 있다. 공정 압력은 약 100 Torr 내지 약 1,000 Torr 범위 내로 다양하다. 기판은 약 500℃ 내지 약 1,200℃ 범위의 온도로 가열될 수 있다.
불활성 가스(206), 금속 함유 전구체 가스(216) 및 질소-함유 가스(226)는 공정 공간(108)의 원주 둘레에 분포될 수 있는 배출구(236)를 통해서 공정 공간(108)을 빠져나갈 수 있다. 그러한 배출구(236)의 분포는 기판의 표면을 가로질러 가스가 균일하게 흐르도록 할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 튜브(251) 및 가스 튜브(252)가 본 발명의 한 가지 구체예에 따라서 산재될 수 있다. 가스 튜브(251)내의 금속 함유 전구체 가스(216)의 유량은 가스 튜브(252)내의 질소-함유 가스(226)의 유량과는 독립적으로 조절될 수 있다. 독립적으로 제어되며 산재되어 있는 가스 튜브는 기판의 표면을 가로질러 각각의 가스의 더 균일한 분배에 기여할 수 있으며, 이는 증착을 더 균일하게 할 수 있다.
추가적으로, 금속 함유 전구체 가스(216)와 질소-함유 가스(226) 사이의 반응 범위는 두 가스가 접촉된 상태로 있는 시간에 좌우될 것이다. 가스 튜브(251)와 가스 튜브(252)를 기판의 표면과 평행하게 위치시킴으로써, 금속 함유 전구체 가스(216)와 질소-함유 가스(226)는 가스 튜브(251)와 가스 튜브(252)로부터 동일 거리에 있는 지점에서 동시에 접촉되게 될 것이며, 그에 따라서, 기판의 표면상의 모든 지점에서 일반적으로 동일한 범위로 반응할 것이다. 결국, 기판 직경이 더 크면서도, 증착 균일성이 달성될 수 있다. 기판의 표면과 가스 튜브(251) 및 가스 튜브(252) 사이의 거리 변화가 금속 함유 전구체 가스(216)와 질소-함유 가스(226)이 반응하게 될 범위를 결정할 것임을 인지해야 한다. 따라서, 본 발명의 한 가지 구체예에 따르면, 이러한 공정 공간(108)의 치수는 증착 공정 동안에 변화될 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 가스 튜브(251)와 기판의 표면 사이의 거리는 가스 튜브(252)와 기판 표면 사이의 거리와 다를 수 있다. 또한, 가스 튜브(251)와 가스 튜브(252) 사이의 분리가 또한 튜브(251)와 튜브(252)에서 또는 그 근처에서의 원치않은 증착, 및 금속 함유 및 질소-함유 전구체 가스 사이의 반응을 방지할 수 있다. 이하 기재되는 바와 같이, 불활성 가스가 또한 튜브(251)과 튜브(252) 사이에서 흘러서 전구체 가스들 사이의 분리를 유지시키는 것을 도울 수 있다.
본 발명의 한 가지 구체예에서, 계측 뷰포트(metrology viewport: 310)가 플레이트(260)에 형성될 수 있다. 이러한 뷰포트는 방사선 측정기(radiation measurement instrument)가 공정 동안에 공정 공간(108)에 접근할 수 있게 한다. 그러한 측정기는 반사된 파장을 송신된 파장과 비교함으로써 기판상에 필름이 증착되는 속도를 측정하도록 간섭계(interferometer)에 의해서 구성될 수 있다. 측정기는 또한 기판 온도를 측정하도록 고온계(pyrometer)에 의해서 구성될 수 있다. 계측 뷰포트(310)는 HVPE와 관련되어 일반적으로 사용되는 어떠한 방사선 계측기에 대한 접근을 제공할 수 있음을 인지해야 한다.
가스 튜브(251)와 가스 튜브(252)의 산재는, 본 발명의 한 가지 구체예에 따라, 도 5에 도시된 바와 같은 튜브를 구성시킴으로써 달성될 수 있다. 튜브의 각각의 세트는 기본적으로는 단일의 트렁크 튜브(257)에 연결된 연결 포트(253)를 포함할 수 있으며, 그러한 트렁크 튜브는 또한 다수의 브랜치 튜브(259)에 연결될 수 있다. 브랜치 튜브(259)의 각각은 일반적으로 기판 캐리어(114)를 향하고 있는 튜브 측면상에 형성된 다수의 가스 포트(255)를 지닐 수 있다. 가스 튜브(251)의 연결 포트(253)는 가스 튜브(252)의 연결 포트(253)와 공정 공간(108) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. 가스 튜브(251)의 트렁크 튜브(257)가 또한 가스 튜브(252)의 트렁크 튜브(257)와 공정 공간(108) 사이에 위치할 것이다. 가스 튜브(252)의 각각의 브랜치 튜브(259)는 트렁크 튜브(257)와의 연결부에 근접된 "S"자 굴곡부(258)를 포함하여 가스 튜브(252)의 브랜치 튜브(259)의 길이 부분이 가스 튜브(251)의 브랜치 튜브(259)에 평행하고 그와 정렬되게 할 수 있다. 유사하게, 가스 튜브(251)와 가스 튜브(252)의 산재(interspersing)는, 이하 기재되는 본 발명의 또 다른 구체예에 따라서, 도 9에 도시된 바와 같은 튜브를 구성시킴으로써 달성될 수 있다. 브랜치 튜브(259)의 수와, 그에 따른 인접 브랜치 튜브들 사이의 공간이 다양할 수 있음을 이해해야 한다. 인접 브랜치 튜브들(259) 사이의 더 큰 거리는 튜브의 표면상의 조기 증착을 감소시킬 수 있다. 조기 증착은 또한 인접 튜브들 사이에 파티션을 부가함으로써 감소될 수 있다. 파티션은 기판의 표면에 수직으로 위치될 수 있거나, 파티션은 가스 흐름을 유도하도록 각을 이룰 수 있다. 본 발명의 한 가지 구체예에서, 가스 포트(255)는 질소-함유 가스(226)에 대해서 일정한 각도로 금속 함유 전구체 가스(216)를 유도하도록 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 플레이트(260)를 나타내고 있다. 앞서 기재한 바와 같이, 불활성 가스(206)는 플레이트(260)의 표면을 가로질러 분포된 다수의 가스 포트(255)를 통해서 공정 공간(108)내로 도입될 수 있다. 플레이트(260)의 노치(notch: 267)는 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 가스 튜브(252)의 트렁크 튜브(257)의 정위를 가능하게 한다. 불활성 가스(206)가 가스 튜브(251)와 가스 튜브(252)의 브랜치 튜브(259) 사이에 흘러서, 본 발명의 한 가지 구체예에 따라서, 가스들이 기판 표면에 근접할 때까지 금속 함유 전구체 가스(216)의 흐름을 질소-함유 가스(226)로부터 분리시켜 유지시킬 수 있다.
도 7에 도시된 본 발명의 한 가지 구체예에 따르면, 질소-함유 가스(226)가 플레이트(260)를 통해서 공정 공간(108) 내로 도입될 수 있다. 이러한 구체예에 따르면, 가스 튜브(252)의 브랜치 튜브(259)는 가스 튜브(251)의 추가의 브랜치 튜브(259)로 대체된다. 그에 따라서, 금속 함유 전구체 가스가 가스 튜브(252)를 통한 공정 공간(108) 내로 도입될 수 있다.
도 8은 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 공급원 보트(280)의 부품들을 나타내고 있다. 보트는 하부(도 8b)를 덮고 있는 상부(도 8a)로 이루어질 수 있다. 두 부분을 결합시키면 웰(820) 위의 채널(810)로 이루어진 환형 공동을 생성시킨다. 앞서 기재된 바와 같이, 염소 함유 가스(811)가 채널(810)을 통해서 흐를 수 있고, 웰(820) 내의 금속 공급원과 반응하여 금속 함유 전구체 가스(813)를 생성시킬 수 있다. 본 발명의 한 가지 구체예에 따르면, 금속 함유 전구체 가스(813)는 가스 튜브(251)를 통해서 금속 함유 전구체 가스(216)로서 공정 공간(108) 내로 도입될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 금속 함유 전구체 가스(813)는 도 8c에 도시된 희석 포트중의 불활성 가스(812)와 희석될 수 있다. 대안적으로, 불활성 가스(812)는 채널(810)에 유입되기 전에 염소 함유 가스(811)에 첨가될 수 있다. 추가적으로, 둘 모두가 희석될 수 있다. 즉, 불활성 가스(812)가 채널(810)에 유입되기 전에 염소 함유 가스(811)에 첨가될 수 있고, 추가의 불활성 가스(812)가 채널(810)의 출구에서 첨가될 수 있다. 희석된 금속 함유 전구체 가스는 이어서 가스 튜브(251)를 통해서 금속 함유 전구체 가스(216)로서 공정 공간(108)내로 도입된다. 금속 공급원에 대한 염소 함유 가스(811)의 채류 시간은 채널(810)의 길이에 직접적으로 비례할 것이다. 더 긴 채류 시간은 금속 함유 전구체 가스(216)의 더 높은 전환 효율을 생성시킨다. 따라서, 챔버 보디(102)를 공급원 보트(280)로 둘러싸게 함으로써, 더 긴 채널(810)이 생성되어 금속 함유 전구체 가스(216)의 더 높은 전환 효율을 달성할 수 있다. 채널(810)을 구성하는 상부(도 8a) 또는 하부(도 8b)의 전형적인 직경은 10 내지 12 인치 범위 내에 있다. 채널(810)의 길이는 상부(도 8a)와 하부(도 8b)의 원주이며, 30 내지 40 인치 범위내에 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 구체예를 도시하고 있다. 이러한 구체예에서, 가스 튜브(251) 및 가스 튜브(252)의 트렁크 튜브(257)는 공정 공간(108)의 주변(perimeter)을 따르도록 재구성될 수 있다. 트렁크 튜브(257)를 주변으로 이동시킴으로써, 가스 포트(255)의 밀도가 기판 표면을 가로질러 더 균일하게 될 수 있다. 트렁크 튜브(257) 및 브랜치 튜브(259)의 다른 구성과 함께 플레이트(260)의 상보적인 재구성이 가능하다는 것을 이해해야 한다.
본 기술분야의 전문가라면, 상기된 구체예로부터의 다양한 변화가 이루어질 수 있지만, 그러한 변화도 여전히 본 발명의 범위 내에 있는 것임을 인식할 것이다. 한 가지 예로서, 내부 보트에 대안으로(또는 그에 추가로), 일부 구체예는 챔버의 외부에 위치한 보트를 이용할 수 있다. 일부 그러한 구체예를 위해서, 별도의 가열원 및/또는 가열된 가스 라인이 외부 보트로부터 챔버로 전구체를 전달하도록 사용될 수 있다.
일부 구체예를 위해서, 일부 유형의 메카니즘이 챔버를 개방하지 않으면서 (예를 들어, 액체 금속으로) 재충전되는 챔버내에 위치한 모든 보트에 대해서 이용될 수 있다. 예를 들어, 주입기 및 플런저(plunger)(예, 대규모 주사기와 유사)를 사용하는 일부 유형의 장치가 보트 위에 위치하여 보트가 챔버의 개방 없이 액체 금속으로 재충전될 수 있게 할 수 있다.
일부 구체예를 위해서, 내부 보트가 내부 보트에 연결된 외부의 큰 도가니(crucible)로부터 재충전될 수 있다. 그러한 도가니는 별도의 가열 및 온도 제어 시스템에 의해서 가열(예, 저항에 의해서 또는 램프를 통해서)될 수 있다. 도가니는 다양한 기술, 예컨대, 작업자가 수동 밸브를 개방하고 폐쇄하는 배치식 공정에 의해서, 또는 공정 제어 전자장치 및 질량 흐름 제어기의 사용을 통해서 보트에 "공급"하도록 사용될 수 있다.
일부 구체예를 위해서, 순간 증발 기술(flash vaporization technique)이 챔버내로 금속 전구체를 전달하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 순간 증발된 금속 전구체가 소량의 금속을 가스 스트림내로 주입하기 위한 액체 주입기를 통해서 전달될 수 있다.
일부 구체예를 위해서, 일부 형태의 온도 제어기가 최적의 작동 온도에 전구체 가스를 유지시키기 위해서 이용될 수 있다. 예를 들어, 보트(내부이든지 외부이든지)에는 보트내의 전구체의 온도를 측정하도록 직접 접촉된 상태로 온도 센서가 피팅(fitting)될 수 있다. 이러한 온도 센서는 자동 피드백 온도 제어기와 연결될 수 있다. 직접적으로 접촉하는 온도 센서에 대한 대안으로서, 원격 고온계가 보트 온도를 모니터링하는데 이용될 수 있다.
외부 보트 디자인을 위해서, 다양한 상이한 유형의 샤워헤드 디자인(예컨대, 상기 및 이하 기재된 디자인)이 이용될 수 있다. 그러한 샤워헤드는 극한 온도(예, 1,000℃ 까지)에 견딜 수 있는 적합한 재료, 예컨대, 실리콘 카바이드 또는 석영 또는 실리콘 카바이드-코팅된 그라파이트로부터 구성될 수 있다. 상기된 바와 같이, 튜브 온도는 열전쌍 또는 원격 고온계를 통해서 모니터링될 수 있다.
일부 구체예를 위해서, 챔버의 상부 및 하부에 위치한 램프 뱅크가 다양한 목적을 달성하기 위한 필요에 따라 온도를 조절하도록 조정될 수 있다. 그러한 목적은 튜브상의 증착을 최소화시키고, 증착 공정 동안에 일정한 온도를 유지시키고, 최대 온도 한계가 초과되지 않게함(열적 스트레스에 기인한 손상을 최소화하기 위해서)을 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b, 도 6, 도 8a 내지 도 8c, 및 도 9a 및 도 9b에 도시된 부품들이 어떠한 적합한 재료, 예컨대, 실리콘 카바이드, 실리콘 카바이드-코팅된 그라파이트, 및/또는 석영으로부터 구성될 수 있으며, 어떠한 적합한 물리적인 치수를 지닐 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예를 위해서, 도 5a와 도 5b, 및 도 9a와 도 9b에 도시된 샤워헤드 튜브가 약 1mm 내지 약 10mm(예, 일부 적용에서 약 2mm) 범위내의 벽 두께를 지닐 수 있다.
튜브는 또한 화학적 식각 및/또는 침식에 의한 손상을 억제하는 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 튜브는 일부 유형의 코팅, 예컨대, 화학적 식각 및 침식에 의한 손상을 최소화시키는 실리콘 카바이드 또는 일부 다른 적합한 코팅을 포함할 수 있다. 대안으로서 또는 그에 추가하여, 튜브가 식각 및 침식으로부터 튜브를 차폐하는 별도의 부품에 의해서 둘러싸일 수 있다. 일부의 구체예를 위해서, 주(예, 중심) 튜브는 석영이면서 브랜치 튜브는 실리콘 카바이드일 수 있다.
일부의 적용에서, 예를 들어, 가스 포트를 막음으로써 성능을 저하시킬 수 있는 증착물이 튜브상에 형성될 위험이 있을 수 있다. 일부의 구체예를 위해서, 그러한 증착을 방지하거나 최소화시키기 위해서, 일부 유형의 배리어(예, 배플 또는 플레이트)가 튜브들 사이에 위치할 수 있다. 그러한 배리어(barrier)는 제거 가능하며 용이하게 교체 가능하게 설계되어서, 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있다.
브랜치 튜브를 이용하는 샤워헤드 디자인이 본원에서 기재되고 있지만, 일부 구체예를 위해서, 튜브 구성은 유사한 기능을 달성하도록 설계된 상이한 유형의 구성으로 교체될 수 있다. 한 가지 예로서, 일부 구체예를 위해서, 전달 채널 및 홀(hole)이 가스 분리 면에서 튜브와 유사한 기능을 제공하고 주 챔버내로 전달하는 싱글-피스(single-piece) 플레이트내로 드릴링될 수 있다. 대안으로서, 싱글 피스 보다는, 분배 플레이트는 일부 방식(예, 결합, 용접 또는 브레이즈드(braised))으로 함께 피팅되거나 조립될 수 있는 다수의 부품을 통해서 구성될 수 있다.
다른 구체예를 위해서, 고형의 그라파이트 튜브가 형성되고, 실리콘 카바이드로 코팅되고, 그러한 그라파이트가 후속하여 제거되어서 일련의 채널과 홀을 형성시킬 수 있다. 일부 구체예를 위해서, 샤워헤드는 홀이 형성되어 있는 다양한 모양(예, 타원형, 원형, 직사각형 또는 정사각형)의 투명 또는 불투명 석영 플레이트로 구성될 수 있다. 적합한 치수의 튜브(예, 2 mm ID x 4 mm OD)를 지니는 채널)가 가스 전달을 위한 플레이트에 융합될 수 있다.
일부 구체예를 위해서, 다양한 부품들이 상이한 재료들로 이루어질 수 있다. 그러한 경우에, 부품들이 안전하게 피팅되게 하고 가스 누출이 방지되도록 하기 위한 조치가 취해질 수 있다. 한 가지 예로서, 일부 구체예를 위해서, 컬러(collar)가 가스 누출을 방지하기 위해서 석영 튜브를 금속 부품에 안전하게 피팅하는데 사용될 수 있다. 그러한 컬러는 어떠한 적합한 재료, 예를 들어, 상이한 부품들이 상이한 양으로 팽창하고 수축되게 하는 상이한 부품의 열팽창 차이를 가능하게 하는 어떠한 적합한 재료로 구성될 수 있으며, 그렇지 않으면, 그러한 부품들의 손상또는 가스 누출을 야기시킬 수 있다.
(예를 들어, 도 2를 참조로 하여) 상기된 바와 같이, 할라이드와 할로겐 가스가 증착 공정에서 사용될 수 있다. 또한, 상기된 할라이드와 할로겐은 반응기 인-시튜(in-situ) 세정을 위한 식각제(etchant) 가스로서 사용될 수 있다. 그러한 세정 공정은 할라이드 또는 할로겐 가스(불활성 캐리어 가스 없이 또는 그와 함께)를 챔버내로 흐르게 함을 포함한다. 약 100℃ 내지 약 1,200℃의 온도에서, 식각제 가스가 증착물을 반응기 벽 및 표면으로부터 제거할 수 있다. 식각제 가스의 유량은 약 1 slm 내지 약 20 slm로 다양하고, 불활성 가스의 유량은 약 0 slm 내지 약 20 slm로 다양하다. 상응하는 압력은 약 100 Torr 내지 약 1,000 Torr로 다양할 수 있으고, 챔버 온도는 약 20℃ 내지 약 1,200℃로 다양할 수 있다.
추가로, 상기된 할라이드 및 할로겐 가스가, 예를 들어, 기판의 전처리 공정에서 사용되어 고품질의 필름 성장을 촉진할 수 있다. 한 가지 구체예는 보트(280)를 통한 흐름 없이 할라이드 또는 할로겐 가스를 튜브(251)를 통해서 또는 플레이트(260)를 통해서 챔버내로 흐르게 함을 포함할 수 있다. 불활성 캐리어 및/또는 희석 가스는 할라이드 또는 할로겐 가스와 조합될 수 있다. 동시에, NH3 또는 유사한 질소 함유 전구체가 튜브(252)를 통해서 흐를 수 있다. 또 다른 전처리 구체예는 불활성 가스 없이 또는 그와 함께 질소-함유 전구체를 흘려보냄을 제공할 수 있다. 추가의 구체예는 일련의 둘이상의 별도의 단계를 지닐 수 있으며, 그러한 단계 각각은 기간, 가스, 유량, 온도 및 압력과 관련하여 상이할 수 있다. 할라이드 또는 할로겐에 대한 전형적인 유량은 약 50 sccm 내지 약 1,000 sccm 범위내에 있지만, 약 5 slm까지의 유량을 포함할 수 있다. 할라이드/할로겐 가스를 위한 캐리어 가스는 약 1 slm 내지 약 40 slm 범위내의 유량을 지닐 수 있으며, 앞서 열거된 불활성 가스를 함유한다. 할라이드/할로겐/캐리어 가스 혼합물의 추가의 희석은 약 0 slm 내지 약 10 slm 범위내의 유량을 지니는 불활성 가스에 의해서 이루어질 수 있다. NH3의 유량은 약 1 slm 내지 약 30 slm 범위내에 있으며, 전형적으로는 식각제 가스 유량보다 더 크다. 공정 압력은 약 100 Torr 내지 약 1,000 Torr 범위내로 다양할 수 있다. 전형적인 기판 온도는 약 500℃ 내지 약 1,200℃ 범위내에 있을 수 있다.
또한, Cl2 플라즈마가 세정/증착 공정을 위해서 생성될 수 있다. 추가로, 본원에 기재된 챔버는 2006년 4월 14일자 출원되고 US 2007-0240631호로서 공개된 공동 양도된 U.S. Ser. No. 11/404,516호에 기재된 다중-챔버 시스템의 일부로서 실행될 수 있다. 본원에서는 상기 출원의 전체를 참조로 통합한다. 거기에 기재된 바와 같이, 원격 플라즈마 생성기가 본원에서 기재된 HVPE 챔버에서 사용될 수 있는 챔버 하드웨어의 일부로서 포함될 수 있다. 상기 출원에서 기재된 증착 및 세정 공정 둘 모두를 위한 가스 라인 및 공정 제어 하드웨어/소프트웨어가 또한 본원에서 기재된 HVPE 챔버에 적용될 수 있다. 일부 구체예를 위해서, 염소 가스 또는 플라즈마가 도 6에 도시된 플레이드와 같은 상부 플레이트 위로부터 전달될 수 있거나, Ga-함유 전구체를 전달하는 튜브를 통해서 전달될 수 있다. 사용될 수 있는 플라즈마의 유형은 염소로 배타적으로 제한되지 않으며, 불소, 요오드 또는 브롬을 포함할 수 있다. 플라즈마를 생성시키는데 사용된 공급원 가스는 할로겐, 예컨대, Cl2, Br2, 또는 I2일 수 있거나, V족 원소(예, N, P, 또는 As)를 함유하는 가스, 예컨대, NF3일 수 있다.
상기 설명이 본 발명의 구체예에 관한 것이지만, 본 발명의 그 밖의 및 추가의 구체예가 본 발명의 기초적인 범위를 벗어나지 않으면서 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 이하 첨부되는 특허청구범위에 의해서 결정된다.

Claims (15)

  1. 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서,
    고형의 금속성 갈륨 공급원을 가열하여 액체 금속성 갈륨 공급원을 형성시키고;
    액체 금속성 갈륨 공급원을 염소 가스(Cl2)에 노출시켜 갈륨 클로라이드 가스를 형성시키고;
    하이드라이드 기상 에피택시 공정(hydride vapor phase epitaxy process) 동안에 공정 챔버내의 기판을 갈륨 클로라이드 가스 및 암모니아를 포함한 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 갈륨 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 기판이 갈륨 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 염소 가스를 포함하는 전처리 가스에 노출되는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 전처리 가스가 암모니아 또는 갈륨 클로라이드를 추가로 포함하며, 전처리 가스가 아르곤, 질소, 수소, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 공정 챔버가 갈륨 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 염소 가스에 노출되는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 공정 챔버가 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출되는 방법.
  6. 기판상에 알루미늄 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서,
    금속성 알루미늄 공급원을 가열하여 가열된 금속성 알루미늄 공급원을 형성시키고;
    가열된 금속성 알루미늄 공급원을 염소 가스(Cl2)에 노출시켜 알루미늄 클로라이드 가스를 형성시키고;
    하이드라이드 기상 에피택시 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 알루미늄 클로라이드 가스 및 암모니아를 포함한 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 알루미늄 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 기판이 알루미늄 니트라이드 층을 형성시키기 전의 전처리 공정 동안에 염소 가스를 포함하는 전처리 가스에 노출되는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 전처리 가스가 암모니아 또는 알루미늄 클로라이드를 추가로 포함하며, 전처리 가스가 아르곤, 질소, 수소, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 공정 챔버가 알루미늄 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 염소 가스에 노출되는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 공정 챔버가 챔버 세정 공정 동안에 플라즈마에 노출되는 방법.
  11. 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서,
    배출 도관을 포함하는 배출 시스템에 결합된 공정 챔버내에 기판을 제공하고;
    전처리 공정 동안에 배출 도관을 약 100℃ 또는 그 미만의 온도로 가열하면서, 전처리 공정 동안에 기판을 염소 가스를 포함한 전처리 가스에 노출시키면서 전처리된 표면을 형성시키고;
    고형의 금속성 갈륨 공급원을 가열하여 액체 금속성 갈륨 공급원을 형성시키고;
    염소 가스를 액체 금속성 갈륨 공급원에 노출시켜 갈륨 클로라이드 가스를 형성시키고;
    하이드라이드 기상 에피택시 공정 동안에 기판을 갈륨 클로라이드 가스 및 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 갈륨 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법.
  12. 기판상에 갈륨 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서,
    금속성 공급원을 가열하여 갈륨, 알루미늄, 인듐, 이들의 합금, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으부터 선택된 원소를 포함하는 가열된 금속성 공급원을 형성시키고;
    가열된 금속성 공급원을 염소 가스(Cl2)에 노출시켜 금속성 클로라이드 가스를 형성시키고;
    하이드라이드 기상 에피택시 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 금속성 클로라이드 가스 및 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시키고;
    금속 니트라이드 층을 형성시킨 후의 챔버 세정 공정 동안에 공정 챔버를 염소 가스에 노출시킴을 포함하는 방법.
  13. 기판상에 III족 니트라이드 재료를 형성시키는 방법으로서,
    트리알킬 III족 화합물을 소정의 온도로 가열하고;
    트리알킬 III족 화합물을 염소 가스(Cl2)에 노출시켜 금속 클로라이드 가스를 형성시키고;
    기상 증착 공정 동안에 공정 챔버내의 기판을 금속 클로라이드 가스 및 질소 전구체 가스에 노출시키면서 기판상에 금속 니트라이드 층을 형성시킴을 포함하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 트리알킬 III족 화합물이 트리알킬갈륨 화합물을 포함하고, 금속 클로라이드 가스가 갈륨 클로라이드를 포함하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 트리알킬 III족 화합물이 트리알킬알루미늄 화합물을 포함하고, 금속 클로라이드 가스가 알루미늄 클로라이드를 포함하는 방법.
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090136652A1 (en) * 2007-06-24 2009-05-28 Applied Materials, Inc. Showerhead design with precursor source
US20080314311A1 (en) * 2007-06-24 2008-12-25 Burrows Brian H Hvpe showerhead design
US8568529B2 (en) * 2009-04-10 2013-10-29 Applied Materials, Inc. HVPE chamber hardware
US8183132B2 (en) * 2009-04-10 2012-05-22 Applied Materials, Inc. Methods for fabricating group III nitride structures with a cluster tool
US8138069B2 (en) * 2009-04-24 2012-03-20 Applied Materials, Inc. Substrate pretreatment for subsequent high temperature group III depositions
US20100273291A1 (en) * 2009-04-28 2010-10-28 Applied Materials, Inc. Decontamination of mocvd chamber using nh3 purge after in-situ cleaning
WO2010127156A2 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Applied Materials, Inc. Method of forming in-situ pre-gan deposition layer in hvpe
CN102484175A (zh) * 2009-07-31 2012-05-30 应用材料公司 具有提高的量子效率的发光二极管和制造方法
US20110059617A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-10 Matheson Tri-Gas, Inc. High aspect ratio silicon oxide etch
US9834860B2 (en) * 2009-10-14 2017-12-05 Alta Devices, Inc. Method of high growth rate deposition for group III/V materials
US11393683B2 (en) 2009-10-14 2022-07-19 Utica Leaseco, Llc Methods for high growth rate deposition for forming different cells on a wafer
US20110256692A1 (en) 2010-04-14 2011-10-20 Applied Materials, Inc. Multiple precursor concentric delivery showerhead
PL2570523T3 (pl) * 2010-05-12 2017-09-29 National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology Sposób wytwarzania gazowego trójchlorku galu oraz sposób wytwarzania kryształu półprzewodnika azotkowego
TWI407506B (zh) * 2010-09-01 2013-09-01 Univ Nat Chiao Tung 一種氮化物半導體磊晶層的表面處理方法
US9076827B2 (en) 2010-09-14 2015-07-07 Applied Materials, Inc. Transfer chamber metrology for improved device yield
JP2012064811A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Toshiba Corp 半導体素子の製造方法
TWI534291B (zh) 2011-03-18 2016-05-21 應用材料股份有限公司 噴淋頭組件
US20120270384A1 (en) * 2011-04-22 2012-10-25 Applied Materials, Inc. Apparatus for deposition of materials on a substrate
US8778783B2 (en) 2011-05-20 2014-07-15 Applied Materials, Inc. Methods for improved growth of group III nitride buffer layers
US8853086B2 (en) 2011-05-20 2014-10-07 Applied Materials, Inc. Methods for pretreatment of group III-nitride depositions
US8980002B2 (en) 2011-05-20 2015-03-17 Applied Materials, Inc. Methods for improved growth of group III nitride semiconductor compounds
CN103132140A (zh) * 2011-11-23 2013-06-05 甘志银 氢化物气相外延装置
DE102012013941A1 (de) * 2012-07-16 2014-01-16 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Galliumtrialkylverbindungen
TWI632151B (zh) 2011-11-28 2018-08-11 烏明克股份有限兩合公司 第iiia族金屬的三烷基化合物之製法
US9299560B2 (en) * 2012-01-13 2016-03-29 Applied Materials, Inc. Methods for depositing group III-V layers on substrates
CN103361624B (zh) * 2012-03-30 2015-07-01 理想能源设备(上海)有限公司 金属有机化合物化学气相沉积方法及其装置
US8822314B2 (en) * 2012-06-14 2014-09-02 Palo Alto Research Center Incorporated Method of growing epitaxial layers on a substrate
US9099381B2 (en) * 2012-11-15 2015-08-04 International Business Machines Corporation Selective gallium nitride regrowth on (100) silicon
CN103123947B (zh) * 2012-12-07 2018-01-19 鹤山丽得电子实业有限公司 一种改善各种衬底外延底层长晶质量的方法
WO2015037232A1 (ja) 2013-09-11 2015-03-19 国立大学法人東京農工大学 窒化物半導体結晶、製造方法および製造装置
JP6320824B2 (ja) * 2014-03-31 2018-05-09 株式会社東芝 ガス供給管、およびガス処理装置
JP6147693B2 (ja) * 2014-03-31 2017-06-14 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
US20150361582A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-17 Veeco Instruments, Inc. Gas Flow Flange For A Rotating Disk Reactor For Chemical Vapor Deposition
US10118828B2 (en) * 2015-10-02 2018-11-06 Asm Ip Holding B.V. Tritertbutyl aluminum reactants for vapor deposition
US10903389B2 (en) * 2018-01-15 2021-01-26 Alliance For Sustainable Energy, Llc Hydride enhanced growth rates in hydride vapor phase epitaxy
JP6744347B2 (ja) * 2018-03-02 2020-08-19 東芝デバイス＆ストレージ株式会社 半導体装置の製造方法
DE102019008928B9 (de) * 2019-12-20 2021-08-26 Azur Space Solar Power Gmbh Gasphasenepitaxieverfahren
CN113363338A (zh) * 2021-06-02 2021-09-07 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种在GaAs衬底上生长GaInP薄膜的方法
CN114134572A (zh) * 2021-11-12 2022-03-04 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种hvpe法生长氮化铝的辅助加热体装置及方法

Family Cites Families (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8332394D0 (en) * 1983-12-05 1984-01-11 Pilkington Brothers Plc Coating apparatus
US4851295A (en) * 1984-03-16 1989-07-25 Genus, Inc. Low resistivity tungsten silicon composite film
US5268327A (en) * 1984-04-27 1993-12-07 Advanced Energy Fund Limited Partnership Epitaxial compositions
JPS63103894A (ja) * 1986-10-21 1988-05-09 Nec Corp 窒化ガリウム結晶の成長方法
US4763602A (en) * 1987-02-25 1988-08-16 Glasstech Solar, Inc. Thin film deposition apparatus including a vacuum transport mechanism
US5348911A (en) * 1987-06-30 1994-09-20 Aixtron Gmbh Material-saving process for fabricating mixed crystals
USD329839S (en) * 1990-01-31 1992-09-29 Hohner Automation Societe Anonyme Incremental coder
EP0576566B1 (en) * 1991-03-18 1999-05-26 Trustees Of Boston University A method for the preparation and doping of highly insulating monocrystalline gallium nitride thin films
WO1992022084A1 (en) * 1991-05-21 1992-12-10 Advantage Production Technology, Inc. Organic preclean for improving vapor phase wafer etch uniformity
US5273588A (en) * 1992-06-15 1993-12-28 Materials Research Corporation Semiconductor wafer processing CVD reactor apparatus comprising contoured electrode gas directing means
US5376580A (en) * 1993-03-19 1994-12-27 Hewlett-Packard Company Wafer bonding of light emitting diode layers
US5486235A (en) * 1993-08-09 1996-01-23 Applied Materials, Inc. Plasma dry cleaning of semiconductor processing chambers
US5647911A (en) * 1993-12-14 1997-07-15 Sony Corporation Gas diffuser plate assembly and RF electrode
US5679152A (en) * 1994-01-27 1997-10-21 Advanced Technology Materials, Inc. Method of making a single crystals Ga*N article
EP0706425A4 (en) * 1994-04-08 1997-12-29 Mark A Ray SELECTIVE PLASMA DEPOSIT
GB9411911D0 (en) * 1994-06-14 1994-08-03 Swan Thomas & Co Ltd Improvements in or relating to chemical vapour deposition
US5715361A (en) * 1995-04-13 1998-02-03 Cvc Products, Inc. Rapid thermal processing high-performance multizone illuminator for wafer backside heating
US5667592A (en) * 1996-04-16 1997-09-16 Gasonics International Process chamber sleeve with ring seals for isolating individual process modules in a common cluster
JPH1041548A (ja) * 1996-07-24 1998-02-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 化合物半導体気相成長方法
JPH111399A (ja) * 1996-12-05 1999-01-06 Lg Electron Inc 窒化ガリウム半導体単結晶基板の製造方法並びにその基板を用いた窒化ガリウムダイオード
US5855675A (en) * 1997-03-03 1999-01-05 Genus, Inc. Multipurpose processing chamber for chemical vapor deposition processes
US6270569B1 (en) * 1997-06-11 2001-08-07 Hitachi Cable Ltd. Method of fabricating nitride crystal, mixture, liquid phase growth method, nitride crystal, nitride crystal powders, and vapor phase growth method
TW393786B (en) * 1998-03-26 2000-06-11 Min Shr Method for manufacturing an epitaxial chip
US6464843B1 (en) * 1998-03-31 2002-10-15 Lam Research Corporation Contamination controlling method and apparatus for a plasma processing chamber
US6086673A (en) * 1998-04-02 2000-07-11 Massachusetts Institute Of Technology Process for producing high-quality III-V nitride substrates
US6218280B1 (en) * 1998-06-18 2001-04-17 University Of Florida Method and apparatus for producing group-III nitrides
US6190732B1 (en) * 1998-09-03 2001-02-20 Cvc Products, Inc. Method and system for dispensing process gas for fabricating a device on a substrate
US6413839B1 (en) * 1998-10-23 2002-07-02 Emcore Corporation Semiconductor device separation using a patterned laser projection
US6373114B1 (en) * 1998-10-23 2002-04-16 Micron Technology, Inc. Barrier in gate stack for improved gate dielectric integrity
KR100304664B1 (ko) * 1999-02-05 2001-09-26 윤종용 ＧａＮ막 제조 방법
US6309465B1 (en) * 1999-02-18 2001-10-30 Aixtron Ag. CVD reactor
US6305314B1 (en) * 1999-03-11 2001-10-23 Genvs, Inc. Apparatus and concept for minimizing parasitic chemical vapor deposition during atomic layer deposition
US6200893B1 (en) * 1999-03-11 2001-03-13 Genus, Inc Radical-assisted sequential CVD
US6540838B2 (en) * 2000-11-29 2003-04-01 Genus, Inc. Apparatus and concept for minimizing parasitic chemical vapor deposition during atomic layer deposition
US6179913B1 (en) * 1999-04-16 2001-01-30 Cbl Technologies, Inc. Compound gas injection system and methods
US6290774B1 (en) * 1999-05-07 2001-09-18 Cbl Technology, Inc. Sequential hydride vapor phase epitaxy
KR100416308B1 (ko) * 1999-05-26 2004-01-31 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마 처리 장치
US6206972B1 (en) * 1999-07-08 2001-03-27 Genus, Inc. Method and apparatus for providing uniform gas delivery to substrates in CVD and PECVD processes
US6569765B1 (en) * 1999-08-26 2003-05-27 Cbl Technologies, Inc Hybrid deposition system and methods
US6489241B1 (en) * 1999-09-17 2002-12-03 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for surface finishing a silicon film
JP4633214B2 (ja) 1999-12-08 2011-02-16 富士通株式会社 エポキシ樹脂組成物
US6897119B1 (en) * 1999-12-22 2005-05-24 Genus, Inc. Apparatus and method to achieve continuous interface and ultrathin film during atomic layer deposition
US6503330B1 (en) * 1999-12-22 2003-01-07 Genus, Inc. Apparatus and method to achieve continuous interface and ultrathin film during atomic layer deposition
US6551399B1 (en) * 2000-01-10 2003-04-22 Genus Inc. Fully integrated process for MIM capacitors using atomic layer deposition
DE50100603D1 (de) * 2000-02-04 2003-10-16 Aixtron Ag Vorrichtung und verfahren zum abscheiden einer oder mehrerer schichten auf ein substrat
JP4849705B2 (ja) * 2000-03-24 2012-01-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ生成導入部材及び誘電体
EP1275139B1 (en) * 2000-04-17 2011-07-27 Mattson Technology Inc. Uv pretreatment process of ultra-thin oxynitride for formation of silicon nitride films
US6616870B1 (en) * 2000-08-07 2003-09-09 Shipley Company, L.L.C. Method of producing high aspect ratio domes by vapor deposition
DE10043601A1 (de) * 2000-09-01 2002-03-14 Aixtron Ag Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden insbesondere kristalliner Schichten auf insbesondere kristallinen Substraten
DE10048759A1 (de) * 2000-09-29 2002-04-11 Aixtron Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden insbesondere organischer Schichten im Wege der OVPD
DE10056029A1 (de) * 2000-11-11 2002-05-16 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zur Temperatursteuerung der Oberflächentemperaturen von Substraten in einem CVD-Reaktor
DE10057134A1 (de) * 2000-11-17 2002-05-23 Aixtron Ag Verfahren zum Abscheiden von insbesondere kristallinen Schichten sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
AU2002219966A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-11 North Carolina State University Methods and apparatus for producing m'n based materials
US6905547B1 (en) * 2000-12-21 2005-06-14 Genus, Inc. Method and apparatus for flexible atomic layer deposition
JP2002217118A (ja) * 2001-01-22 2002-08-02 Japan Pionics Co Ltd 窒化ガリウム膜半導体の製造装置、排ガス浄化装置、及び製造設備
JP3631724B2 (ja) * 2001-03-27 2005-03-23 日本電気株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体基板およびその製造方法
US7670435B2 (en) * 2001-03-30 2010-03-02 Technologies And Devices International, Inc. Apparatus for epitaxially growing semiconductor device structures with sharp layer interfaces utilizing HVPE
DE10118130A1 (de) * 2001-04-11 2002-10-17 Aixtron Ag Vorrichtung oder Verfahren zum Abscheiden von insbesondere kristallinen Schichten auf insbesondere kristallinen Substraten aus der Gasphase
DE10124609B4 (de) * 2001-05-17 2012-12-27 Aixtron Se Verfahren zum Abscheiden aktiver Schichten auf Substraten
KR100387242B1 (ko) * 2001-05-26 2003-06-12 삼성전기주식회사 반도체 발광소자의 제조방법
US7211833B2 (en) * 2001-07-23 2007-05-01 Cree, Inc. Light emitting diodes including barrier layers/sublayers
DE10163394A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-03 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden kristalliner Schichten und auf kristallinen Substraten
WO2003054929A2 (de) * 2001-12-21 2003-07-03 Aixtron Ag Verfahren zum abscheiden von iii-v-halbleiterschichten auf einem nicht-iii-v-substrat
CN100428410C (zh) * 2002-01-09 2008-10-22 南京大学 一种改进氢化物气相外延生长GaN材料均匀性的方法和装置
AUPS240402A0 (en) * 2002-05-17 2002-06-13 Macquarie Research Limited Gallium nitride
CN1324772C (zh) * 2002-06-19 2007-07-04 日本电信电话株式会社 半导体发光器件
US7115896B2 (en) * 2002-12-04 2006-10-03 Emcore Corporation Semiconductor structures for gallium nitride-based devices
US7018940B2 (en) * 2002-12-30 2006-03-28 Genus, Inc. Method and apparatus for providing uniform gas delivery to substrates in CVD and PECVD processes
JP4026529B2 (ja) * 2003-04-10 2007-12-26 東京エレクトロン株式会社 シャワーヘッド構造及び処理装置
EP1629522A4 (en) * 2003-05-30 2008-07-23 Aviza Tech Inc GAS DISTRIBUTION SYSTEM
KR100533636B1 (ko) * 2003-12-20 2005-12-06 삼성전기주식회사 질화물 반도체 제조방법 및 그에 따라 제조된 질화물반도체구조
DE102004009130A1 (de) * 2004-02-25 2005-09-15 Aixtron Ag Einlasssystem für einen MOCVD-Reaktor
KR100718188B1 (ko) * 2004-05-07 2007-05-15 삼성코닝 주식회사 비극성 ａ면 질화물 반도체 단결정 기판 및 이의 제조방법
GB2415707A (en) * 2004-06-30 2006-01-04 Arima Optoelectronic Vertical hydride vapour phase epitaxy deposition using a homogenising diaphragm
US7368368B2 (en) * 2004-08-18 2008-05-06 Cree, Inc. Multi-chamber MOCVD growth apparatus for high performance/high throughput
EP1809788A4 (en) * 2004-09-27 2008-05-21 Gallium Entpr Pty Ltd METHOD AND APPARATUS FOR GROWING GROUP (III) METAL NITRIDE FILM AND GROUP (III) METAL FILM
CN2793100Y (zh) * 2004-10-19 2006-07-05 吉林大学 氧化锌生长用低压金属有机化学汽相淀积设备
KR100728533B1 (ko) * 2004-11-23 2007-06-15 삼성코닝 주식회사 질화갈륨 단결정 후막 및 이의 제조방법
US7682940B2 (en) * 2004-12-01 2010-03-23 Applied Materials, Inc. Use of Cl2 and/or HCl during silicon epitaxial film formation
DE102004058521A1 (de) * 2004-12-04 2006-06-14 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von dicken Gallium-Nitrit-Schichten auf einem Saphirsubstrat und zugehörigen Substrathalter
JP2006179810A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Ｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法
EP2315253A1 (en) * 2005-03-10 2011-04-27 The Regents of the University of California Technique for the growth of planar semi-polar gallium nitride
JP2006324465A (ja) * 2005-05-19 2006-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
US7195934B2 (en) * 2005-07-11 2007-03-27 Applied Materials, Inc. Method and system for deposition tuning in an epitaxial film growth apparatus
KR100707166B1 (ko) * 2005-10-12 2007-04-13 삼성코닝 주식회사 ＧａＮ 기판의 제조방법
JP4915009B2 (ja) * 2006-01-10 2012-04-11 国立大学法人山口大学 半導体部材の製造方法
JP4879614B2 (ja) * 2006-03-13 2012-02-22 住友化学株式会社 ３−５族窒化物半導体基板の製造方法
US7364991B2 (en) * 2006-04-27 2008-04-29 Applied Materials, Inc. Buffer-layer treatment of MOCVD-grown nitride structures
US7585769B2 (en) * 2006-05-05 2009-09-08 Applied Materials, Inc. Parasitic particle suppression in growth of III-V nitride films using MOCVD and HVPE
US20080050889A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Applied Materials, Inc. Hotwall reactor and method for reducing particle formation in GaN MOCVD
US7769066B2 (en) * 2006-11-15 2010-08-03 Cree, Inc. Laser diode and method for fabricating same
US7582515B2 (en) * 2007-01-18 2009-09-01 Applied Materials, Inc. Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same
JP2008263023A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法、ショットキーバリアダイオード、発光ダイオード、レーザダイオード、およびそれらの製造方法
JP2008270401A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Sumitomo Chemical Co Ltd Ａｌ系ＩＩＩ族窒化物結晶の製造方法
US20080314311A1 (en) * 2007-06-24 2008-12-25 Burrows Brian H Hvpe showerhead design
EP2017884A3 (en) * 2007-07-20 2011-03-23 Gallium Enterprises Pty Ltd Buried contact devices for nitride-based films and manufacture thereof
KR100888440B1 (ko) * 2007-11-23 2009-03-11 삼성전기주식회사 수직구조 발광다이오드 소자의 제조방법
US20090194026A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Burrows Brian H Processing system for fabricating compound nitride semiconductor devices
CA2653581A1 (en) * 2009-02-11 2010-08-11 Kenneth Scott Alexander Butcher Migration and plasma enhanced chemical vapour deposition

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