TW523559B - Truncated susceptor for vapor-phase deposition - Google Patents

Description

523559

本發明係關於氣相沉積之範圍。本發明還關係到嘉晶 薄膜在基質上之晶體生長用感受器。本發明還關係到一種 氫化物氣相磊晶系統用之截頭感受器。本發明另外還關係 到一種氣相沉積用之方法其.中避免了感受器上之過早沉積 發明之背暑 氫化物氣相磊晶（HVP E )仍需要一個不同半導體 磊晶生長用之重要技術，例如氮化鎵（G a N )。在 HVPE系統中，生長由於高溫、氯化鎵（Ga C 1 )與 氨（N Η 3 )之間氣相反應而進行。該二氣體係直接朝向加 熱基質其中其相遇並且在基質表面上反應生成固體。無論 如何，隨著此生長技術具有特殊困難之處。舉例來說，來 源或試劑氣體可以在達到基質之前就反應，導致G a Ν之 過早沉積，亦即G a N沉積在非標的表面上。該基質通常 停頓於感受器上其係安置與氣體流體方向呈一個角度（例 如，參照圖2 )。整個感受器，而且不只是基質，係保持 於發生沉積之高溫下。由此，固體G a N之生長可能發生 於從基質來看之感受器上游處。此上游的G a N沉積物對 於基質上之晶體生長呈現負面結果。首先，固體G a N之 沉積物傾向阻擋試劑氣體朝向基質之適當流動。再者’如 果不想要的G a N沉積物累積超過一個特定厚度’其傾向 與磊晶層其係沉積之目的者合倂。不想要G a N沉積物與 -4- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 523559 A7

五、發明說明（2 日日層之η倂將S：退g a N嘉晶層之均勻性並且導致劣質 的產物。 現存處理Η V p E系統中不想要沉積物之方法通常涉 及感受器自反應室週期性移除以淸潔感受器，無論物理式 地或藉由化學腐蝕。此類方.法，無論如何，需要經常中斷 反應器使用’並且係勞力密集、耗時並且有害的。再者， 在某些情況其中想要沉積G a N之厚層於基質上時，在感 支器上不想要的沉積在單一生長周期之過程中可能會達到 出問題的程度。無論如何，Η V P E系統之淸潔及保養只 可以在生長周期完成以後才能執行。企圖即時移除不想要 之技術’例如藉由通入一種腐齡性氣體，面臨相似之限制 :系統腐蝕也需要反應器使用之中斷，並且不能在生長周 期期間執行。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 社 印 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明解決了在先前技藝氣相化學沉積系統及方法之 晶體過早或非標的生長連帶產生的問題。本發明藉著防止 感受器表面上之過早沉積於上游將H V Ρ Ε系統之勞力密 '集、耗時及昂貴保養降至最低。尤其，本發明免除了氫化 物氣相磊晶期間從基質來看之感受器上游表面上不想要沉 積連帶產生之問題。 發明總結 綜觀上面的，本發明之一個目的在於提供一種避免不 想要氣相沉積之方法。 •-本發明之一個特徵在於其提供了 一種氣相沉積系統其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]〇χ 297公釐） -5- 523559 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3) 包含一個以上之通道單元. 本發明之另一個特徵在於其提供了一種具有截頭側之 感受器。 本發明之另一個特徵在於其提供了一種具有一條以上 通道之感受器。 本發明之另一個特徵在於其提供了一種氣相沉積系統 其包含了一個反應器其具有一個以上之通道單元。 本發明之另一個特徵在於其提供了一種該試劑氣體從 Η V P E系統之基質下方通行之方法。 本發明之一個優點在於其提供了一種避免在HV Ρ Ε 系統之感受器上之不想要氣相沉積之方法。 本發明之另一個優點在於其提供了一種感受器其中該 感受器之一個座臺從基質來看上游係截頭的。 本發明之另一個優點在於其提供了一種具有一條以上 通道之感受器。 本發明之另一個優點在於其提供了一種沉積系統其具 有一個以上試劑氣體向下游通行用之通道單元。 這些及其他目的、優點及特徵係藉著氣相沉積系統之 提供而完成，其包含：一個具有反應器器壁之反應器；一 個包含座臺之感受器；以及一個以上讓氣體在座臺下方向 下游通行用之通道單元。 這些及其他目的、優點及特徵係藉著氣相沉積系統之 提供而完成’其包含一個基礎側、一個座臺、一個截頭側 及一個鼻部，鼻部終止於一個鼻甲末端，座臺含有一個座 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · !線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]〇χ297公爱） - 6 - 經濟部智慧財產局員Η消t合竹钍印災 523559 A7 B7 五、發明說明（4 ) 臺下緣，而截頭側則有一個截頭側上緣，座臺及截頭側之 座臺下緣及截頭上緣接合形成鼻甲末端，截頭側與基礎側 夾著一個角度使鼻甲末端高於基礎。 這些及其他目的、優點及特徵係藉著一種材料在基質 上氣相沉積方法之提供而完‘成，其包含這些步驟·· a )提 供一種基質；b )將基質置於感受器之座臺上，該感受器 包含一個基礎側、一個座臺及一個鼻部，該鼻部終止於一 個鼻甲末端；c )提供一種具有一個以上之通道單元，該 一個以上之通道單元用於氣體由鼻甲末端下方向下游通行 ;d )將感受器置於反應器內；以及e )將試劑氣流引入 反應器。 本發明之這些及其他目的、優點及特徵將部份說明於 以下之敘述中而部份對於那些具有此技藝由以下之檢查決 定或從發明之實現學到之一般技巧者係顯而易見的。本發 明之優點可以理解並且達成追加申請專利範圍特別指出之 處。 圖形之簡要說明 圖1圖示一個Η V P E系統，其包含一個先前技藝之 感受器，根據先前技藝； 圖2係一個先前技藝感受器之側視圖，也根據先前技 藝； 圖3 Α展示一個截頭感受器之側視圖，根據本發明之 一個體系； 本紙张尺度過用中國國家標準（cns)A4規袼（2]〇x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

523559 A7 五、發明說明（5 ) 圖3 B係一個截頭感受器之端視圖，根據本發明； 圖3 C係一個截頭感受器之端視圖，根據本發明之另 一個體系； 圖4 A - C以側視圖說明截頭感受器之不同幾何形狀 ’根據本發明之不同體系； 圖5 A係一個化學氣相沉積系統之側視圖，根據本發 明之另一個體系； 圖5 B更詳細地表示一個圖5 a之化學氣相沉積系統 之側視圖，根據本發明之另一個體系； 圖5 C展示沿著5 C — 5 C這條線表示圖5 A化學氣 相沉積系統之截面圖； 圖6 A如側視一般圖示一個化學氣相沉積系統，根據 本發明之另一個體系； 圖6 B展示圖6 A化學氣相沉積系統之平面圖，根據 本發明； 圖6 C展示沿著6 C _ 6 c這條條表示圖6 a化學氣 相沉積·系統之截面圖，根據本發明； 圖7 A係一個化學氣相沉積系統之側視圖，根據本發 明之另一個體系； 圖7 B沿著7 B - 7 B這條線展示圖7 A化學氣相沉 積系統之截面圖，根據本發明； 圖8 A圖示涉及氣相沉積法之一連串步驟，根據本發 明之另一個體系； -圖8 B關不涉及氣相沉積法之一連串步驟，根據本發 *裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * —線· 本紙5k尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格 (2】ϋχ 297 公釐） 523559 A7 B7 五、發明說明（6 ) 明之另一個體系；而 圖8 C則圖示涉及移除氣相磊晶系統試劑氣體之方法 之一連串步驟，根據本發明之另一個體系。 主要元件對照表 〇 0 b 4 r 4 a 4 b 經濟部智慧財產局員工消t合竹社印來 9 試劑氣體流動方向 典型先前技藝HVPE系統 化學氣相沉積系統 沉積系統 化學沉積系統 座臺 先前技藝感受器 基質 表面 基質上緣 基質下緣 固體材料 鼻部位置 鼻甲末端 出口 基礎側 生長管或反應器 入口 反應器器壁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297公釐） -9- 523559 A7 B7 五、發明說明（ 3 反應器器壁下部 4 爐子 5 反應器通道 5 〆 導管 7 感受器支撐單元 8 鼻部 8 - 鼻甲末端 2 感受器 3 座臺 3 a 座臺上緣 3 b 座臺下緣 5 截頭側 5 a 截頭側上緣 5 b 截頭側下緣 7 通道 7 - 通道口 〇 基礎側 .裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . •線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 側側角角度 背上內內高 述 敘 細 詳 之 2 4 唞 4 4αβ h 發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印緊 523559 A7 -—-- B7 五、發明說明（8 ) 參照目前之圖形，圖1圖示一個典型之先前技藝 HVpE系統1 〇 ，其包含一種先前技藝之感受器1 2。 系統1 0係完全包含於爐子2 4當中。在爐子2 4內的是 一個生長管或反應器2 1 ’通常以石英製成。生長管2 1 包含一種加熱基質1 4其係·沉積於感受器1 2上。磊晶沉 積開始於來源或試劑氣體其係經由入口 2 2引入反應器 2 1之氣相反應。基質1 4係沉積於座臺1 1 (圖2 )上 。座臺1 1與試劑氣體流動方向（箭號表示者）5呈一個 角度沉積。座臺1 1這個夾角安排增加了氣流5與基質 1 4之表面14 —之接觸面積。 圖2更詳細地展示，以側視圖，先前技藝之感受器 1 2。先前技藝感受器1 2包括基質1 4下游之一個區域 1 8來源氣體到達基質1 4之前會撞到彼。感受器之高溫 使來源氣體5在感受器1 2之任何表面上反應。尤其，固 體材料1 6沉積於位置1 8處，基質1 4上游處，極易發 生問題。在鼻部位置1 8，附屬氣流5之試劑濃度係最大 的。沉積物1 6會妨礙試劑氣體5之自由流動，另外，沉 積物1 6可能與基質1 4上之磊晶層合倂，導致磊晶層表 面形態之退化。感受器1 2還包括一個基礎側2 0而鼻部 區域1 8終止於鼻甲末端1 8 / 。因爲整個感受器1 2係 保持於高溫（在8 0 0至1 1 0 0 °C之範圍內可能發生於 感受器表面1 1之任何位置）之下。 圖3 A展示，以側視圖’ 一個根據本發明一體系之感 受器3 2。感受器3 2包括一個®礎側4 0 、一個背側、 本紙张尺度適用中國國家楳準（CNS)A4規格⑵0 x 297公釐） -11 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 523559 Α7 --- Β7 五、發明說明（9) 一個上側4 4、一個座臺3 3 、一個截頭側3 5及一個鼻 部2 8其係終止於鼻甲末端2 8 / 。一條以上之通道3 7 可能包含於鼻甲末端2 8 /下方之位置。座臺3 3包括座 室上緣3 3 a及座臺下緣3 3 b，而截頭側3 5則包括截 ^頁側上緣3 5 a及截頭側下.緣3 5 b。截頭側3 5及座臺 3 3在鼻甲末端2 8 /處接合。截頭側上緣3 5 a與座臺 下緣33b產生了鼻甲末端28/ 。使用上，基質14係 安排於座臺3 3之上使得基質下緣1 4 b至少大體上與鼻 甲末端2 8 /對齊。 與先前技藝之感受器1 2相比，（例如，圖2 )，本 發明感受器3 2之座臺3 3係截斷以免除基質下緣1 4 b 之上游表面。同時，根據本發明，提供了一條或多條通道 單兀讓試劑氣體通行於鼻甲末端2 8 /之下方。本發明之 感受器3 2可能與先前技藝之反應器連在一起使用，通常 如上述參照圖1 一般。根據本發明感受器3 2之截頭不會 妨礙基質1 4之置於反應器2 1之中心處。截頭感受器 3 2之提供’根據本發明之特定體系，免除了發生於先前 技藝Η V P E系統中不想要發生沉積之主要地點。 圖3 Β展示如上游位置所見的截頭感受器3 2之一個 端視圖，亦即，從氣流方向5 ，根據本發明之一個體系。 座臺3 3及截頭側3 5在鼻甲末端2 8 /處接合。通道 3 7位於感受器3 2之下側，起始於鼻甲末端2 8 /截頭 側3 5內之通道口 3 7 / 。在圖3 Β中，兩個通道3 7係 以對稱排列展不。無論如何，對通道3 7之其他數量及/ 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（2l〇x 297公® ) 02- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

523559 A7 "^ -----B7__五、發明說明（1〇） ^排列係考量並且係包含於發明之範圍內。試劑氣體不會 Μ @基質1 4者係有效地載過通道3 7並且排出反應器 2 1 ’藉以避免反應產物之不想要的沉積。 圖3 C還展示如上游位置所見之截頭感受器3 2之端 視® ’亦即’從氣流方向5 .，根據本發明之另一個體系。 ® 3 C之體系大體上相似於圖3 β中所描述的。由此，兩 @通道3 7係對稱排列位於起始於鼻甲末端2 8 /之下截 頭側3 5內之感受器3 2之下側。無論如何，在圖3 C之 體系中通道3 7係完全以導管形式封於感受器3 2內。雖 然兩條通道3 7展示於圖3 C中，對於通道3 7之其他數 量及/或排列係考量並且係包含於發明之範圍內。如圖 3 Β之體系，試劑氣體未碰到基質1 4者係有效地載過圖 3 C體系之通道3 7並且排出反應器2 1之外。根據本發 明，每條通道3 7都含有一個通道單元。 2 接 3 與 器下 受往 感 4 之 4 狀側 形上 何從 幾係 同 3 不 3 有臺 具座 示 。 展明 各發 Β 本 4 據 及根 A ， 4 圖 圖視 側 之 經濟部智慧財i局員工消費合作社印製 5 形 3 5 頭 3 截側 。 頭 度截 角及 個 3 一 3 夾臺 處座 〆 C 8 度 2 角 端個 末一 甲夾 鼻上 在向 5 〇 3 4 側 側 頭礎 截基 合從 4 側 礎 基高 。 係 α ' 角 8 內 2 了 端 成末 側 頭 截 與 成 形 度 高 達 面 平 〇 4 側 礎 基 過 度角 角應 到對 見之 以 A 可 4 中圖 系於 體小。 之 則 了 α 甲 B 鼻 4 。 圖 β在 角。 內 了 h 角 應 對 之 A 4 圖 於 大 係 A 4 圖 於 較 相 h 度 高 且 而 α氐 度彳 角 然 降 而 狀 形 何 幾 之 2 3 器 受 感 視 上 質 μ ΤΤ 値 定 特 之 h 及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（2]〇χ 297公釐） -13- 523559 A7 五 '發明說明（11 ) 定。角度α宜介於1 〇至9 0 °之範圍內；更佳者從1 5至 4 5° ;而最佳者從2 0至3 0。。角度β宜介於9 0至 18〇°之範圍內；更佳者ΜχζΟ至170。；而最佳 者從1 5 0 °至1 7 0 ° 。高對內部直徑比，h / I D宜 介於0 · 1至0 · 6之範圍.內；更佳者從〇 · 2 5至 〇 · 5 ;而最佳者宜介於0 · 3至0 · 4之範圍內。 圖4 C說明了，以側圖來看，一個截頭感受器3 2， 根據本發明另一個體系。圖4 C之體系通常相似於那些圖 4A — B中描述的。無論如何，圖4 C之體系包括一個更 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消赀合竹社印制私 曲線化的背側4 2。感受器3 2之彎曲幾何形狀 氣體更平緩的通過反應器21及基質14上更均 生長。就某方面來說，圖4 C體系之背側4 2代 3 2截頭之另一種形狀。換言之，感受器3 2可 側4 2及基礎側4 0之間變成有角度的，形成截 。爲淸楚起見，通道3 7係從圖4A — C中去除。 圖5 A係一個化學氣相沉積系統1 〇 a之側 據本發明之另一個體系。沉積系統1 〇 a包括感 及具有反應器器壁2 3之反應器2 1。反應器器 括反應器器壁下部2 3 / 。感受器3 2包括座臺 可能包括截頭側 反應器 包括一條以上 可使試劑 勻的嘉晶 表感受器 能截斷背 頭側背側 視圖，根 受器3 2 壁2 3包 3 3並且 之反應器 通道2 5。反應器通道2 5可以採取，舉例來說’，位反應 器器壁2 3內溝槽之形式。根據現有之較佳體系，反應器 通道2 5可能位於反應器益壁~1、部2 3 。反應器通道 2 5之長度可以變化，即亦’視磊晶系統1 〇 a之特殊應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（2】〇χ 297公釐） -14- 523559 A7 經濟部智慧財產局員工消f合作社印災 五、發明說明（12 用而定。無論如何’反應器器壁2 5延伸，至少，由鼻甲 末端2 8 /越過背側4 2 (亦即向下游）。根據本發明， 各反應器通道2 5包含一個通道單元。 圖5 B更詳細地展示圖5 A之化學氣相沉積系統 1〇a之一部份。在反應器通道2 5內氣體向下游流動， 如同在反應器2 1之主要部份內一樣，係藉由箭號圖解表 示。可以看見反應器通道2 5讓試劑氣體在座臺3 3下向 下游通行。再者，圖5 A之體系也可以利用先前技藝（亦 即非截頭的）感受器1 2，而讓試劑氣體在座臺1 1下方 通行藉以防止不想要的沉積於基質1 4之上游。無論如何 ’本發明現有之較佳體系考慮到截頭感受器3 2與圖5 A 中描述之反應器21之體系連結使用。 圖5 C展示圖5 A沿著5 C — 5 C這條線觀察沉積系 統1 0 a之截面圖，根據本發明之一個體系。圖5 C中只 展示一個單一反應器通道2 5 ，然而根據本發明，反應器 2 1內可以包含許多反應器通道2 5。再者，反應器通道 2 5係展示於圖5 C中置於反應器器壁下部2 3 /內，雖 然在本發明範圍內反應器通道2 5之其他位置及排列也有 可能。 圖6 A圖示一個沉積系統1 0 b ，由側邊看，根據本 發明之另一個體系。圖6 A之系統1 〇 b通常相似於圖 5A之系統l〇a ，其具有感受器32及反應器21 。系 統1 0 b遠包括一條以上之導管 該一條以上之導 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

管，2 可能係靠在反應器器壁2 3上放置之單獨組件 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]〇χ 297公釐） -15-

A7 五、 發明說明（l3) 或考根據一個替代體系，該一條以上之導管2 5 '可能與反 應器器壁2 3整合在一起。在任一事件中，感受器3 2係 +目對於一條以上之導管2 5 /而放置使得試劑氣體順勢而 下通過該一條以上導管2 5 /及座臺3 3下方。在這個方 法中’該一條以上之導管2, 5 /允許氣體在反應器2 1內 向下游通行。根據本發明之一個體系，一條以上之導管 2 5 /通常可能形成一條中空管。這種管子之截面可能係 圓的、方的、橢圓的，等等。較佳地，這種管子的器壁具 有一特定量之剛性，或可以支撐感受器3 2而不會產生管 子的過度變形。根據本發明，每一條導管2 5 /都含有一 條通道單元。 圖6 B展示圖6A系統1 〇 b之平面圖，描述平行排 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 列之一對通道或導管 感受器置於導管 上 導管2 5 >之長度及寬度（或直徑）係，某個程度，與設 計選擇有關。也就是說，導管2 5 /之尺寸可能根據其他 組件而變動’例如系統1 0 b之感受器3 2及反應器2 1 ’並且根據其他因素其包括系統丨〇 b之延伸或實際應用 。較佳地，導管2 5 /至少從鼻甲末端1 8 // 2 8 / ( 圖2、3 A )延伸至感受器3 2之背側4 2。 圖6 C展示圖6 A化學氣相沉積系統1 〇 b沿著6 C - 6 C迨條線之截面圖’根據本發明。在這個體系中，感 受器3 2係配置於一對導管2 5 -上，其中後者通常具有 圆形截面。應注意導管2 5 /之其他截面外形係包含於本 發明之範I翻內。 •線‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印緊 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公髮） > 16- 523559 A7 ----- B7 五、發明說明（！4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如參照圖5 A — C之系統1 0 a而於上文中說明者， 系統1 0 b也能有效地允許試劑氣體之向下游通行，經由 導管2 5 / ，在座臺3 3下方，藉以防止氣相磊晶基間之 不想要的上游沉積。這通常應用於先前技藝感受器1 2並 且應用於本發明之截頭感受.器3 2。無論如何，截頭感受 器 3 2還允許試劑氣體由系統1 〇 b之座臺3 3下方向 下 '游通行。因此，現今較適宜利用感受器3 2與系統 1 〇 b相連。 圖7 A係化學沉積系統1 〇 c之側視圖，根據本發明 t 3 —個體系。系統1 〇 c有時候相似於系統1 〇 b (上 說明的），其含有收藏於反應器2 1之器壁2 3內之 感受器3 2 / 1 2。無論如何，系統1 0 c包括一個以上 之感受器支撐單元2 7其係配置於反應器2 1內。感受器 3 2/1 2 (例如，圖2、3Α)係配置於一個以上之感 支器支撐單元2 7上。單元2 7允許試劑氣體在座臺3 3 /1 1下方向下游通行。根據本發明，感受器支撐單元 2 7含有一個通道單元。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印絮 圖7 Β展示沉積系統1 〇 c沿著圖7 Α之7 Β — 7 Β 這條線取得之截面圖。在這個體系中，一個以上之感受器 支撐單元2 7含有一對單元2 7配置於反應器2 1之反應 器器壁下部2 3上。圖7 B中描述之單元2 7截面大體上 呈現矩形。無論如何，單元2 7之其他數量、外形及排列 係考慮並且包含於本發明之範圍內。 •-圖7 A - B描述一個本發明之較佳體系其中感受器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】ϋχ 297公髮） 523559 A7 B7 五、發明說明（15) 2 3 ，其含有截頭側3 5者，正是選定的感受器。無論如 何，由於單元2 7之間試劑氣體之有效的引導至下游，先 前技藝之感受器1 2也可以用於系統1 〇 c中。 圖8 A圖示氣相沉積法涉及之一連串步驟’根據本發 明之另一個體系，其中步驟.8 0涉及提供一種基質，沉積 係在其上進行。許多適合的基質，例如，用於Η V P E中 ，在此技藝中係眾所皆知的。步驟8 2涉及將該基質置於 感受器之座臺上。該感受器基質係置於其上者包括一個截 頭側，並且還包括上文中參照圖3 Α感受器3 2之額外特 徵。較佳者，該基質係置於座臺上使得基質之下緣大體上 係對齊座臺之下緣。 步驟8 4涉及將感受器排列於反應器中。感受器在反 應器內之精確排列可能仰賴許多因素，其包括用途及反應 器之本性。舉例來說，感受器可以置於一條或多條導管或 配置於反應器內之感受器支撐單元上。換句話說，根據本 發明之另一個體系，感受器可以置於一條或多條反應器通 道或位於反應器器壁內之溝槽上。步驟8 6涉及將試劑氣 流經由反應器入口引入反應器內。^ 經濟部智慧財產局員工消f合作社印％ *裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .線 試劑氣體可能包括，舉例來說，一種基礎氣體例如氨 及第瓜族元素例如G a 、I η或A 1之氯化物。 圖8 B圖示氣相沉積法涉及之一連串步驟，根據本發 明之另一個體系，其中步驟9 0及9 2係各別相似於步驟 8〇及8 2 (參照上文圖8 A說明的）。步驟9 4涉及提 供一個含有一個以上通道單元之反應器。步驟9 4中提供 本紙5k尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） 523559 A7 __B7__ 五、發明說明（16) 之該反應器之一個以上之通道單元可能包含，舉例來說’ 一條或多條反應器通道、感受器支撐單元、或導管。步驟 9 6及9 8係各別相似於步驟8 4及8 6 (上文中說明的 )° 以本發明之另一個完全說明於下文（圖8 C )之觀點 來看，一種方法係用於移除試劑氣體其在氫化物氣相磊晶 生長期間並未貢獻於磊晶層之生長。由此，圖8 C圖示涉 及由氣相磊晶系統反應器移除試劑氣體用之方法之一連串 步驟。步驟1 0 0涉及提供一個含有一個入口及一個出口 之反應器。這一個感受器包括一個座臺及一條以上之通道 或通道單元。該感受器之一條以上之通道係位於座臺之下 方並且允許試劑氣體之向下游通行。該一條以上之通道可 能部份圈圍（例如，圖3 B )或完全圈圍（例如，圖3 C )，於感受器內。步驟1 0 4涉及經由入口將試劑氣流引 入反應器中。 步驟1 0 6涉及讓氣體自反應器移除。試劑氣體碰到 基質下之感受器必須自系統移除，否則其將在反應器內循 環，導致不加區分的沉積於系統組件上。根據本發明，過 多的試劑氣體，其並未貢獻於磊晶層之生長，流經一條以 上通道並從而可能自反應器濺出。以此方法，可以長成免 於不想要沉積之磊晶層。 根據本發明，幾乎所有來源氣體之反應產物係用於基 質1 4上之磊晶生長，藉由將過早沉積於感受器3 2上降 至最低，並且大大地改善了磊晶生長法之效率。再者，本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（2]〇χ 297公发） -19- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · · -線· 523559 經濟部智慧財產局員工消費合作社印奴 A7 B7 _五、發明說明（17) 發明之截頭感受器3 2將產生改良形態之磊晶層，因爲沒 有磊晶層與低品質沉積物合倂或熔融於感受器3 2上之可 能性。最後，利用本發明之沉積系統1 0、1 0 a — c ， 試劑之流動不會被感受器3 2上游部份上之不想要沉積物 所妨礙。因爲感受器3 2之設計避免了全然地過早沉積， 先前技藝系統及方法宜要求人工淸潔及/或施行反應器 2 1組件之腐蝕。因爲本發明之系統及方法避免磊晶生長 之中斷，厚嘉晶層可以單一行程生長，而且反應器2 1之 使用可以連續。 爲說明故，發明已經主要針對特殊Η V P E反應器加 以說明。無論如何，本發明之設備及方法可能發現任何在 氣相沉積法之用途其中在感受器上基質之過早沉積可能出 現一個問題。由此，本發明得以引用於任何Η V Ρ Ε系統 ，實際上用於任何材料之沉積。再者，其適用於其他系統 其中磊晶層係藉由氣相來源之反應來生長。 前述體系僅係示範之用並且不能解釋成限制本發明。 本教旨可能用於其他型式之設備及方法。本發明之說明係 企圖例示，而非限制追加申請專利範圍。許多代替案、改 良及變化對熟於此藝之士必然係明白的。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----

» I I I I i. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱〉 -20-

Claims (1)

1. 5235S9„.......................... A8 公告本 六、申請專利範圍 1 . 一種材料氣相沉積於基質上之方法’其包含這些 步驟： a )提供一種基質’其中該基質包括一個基質上緣及 一個基質下緣； b )將基質置於感受器之座臺上’該感受器包含一個 基礎側及一個截頭側’該胃胃側@基礎側呈_個角度配® ，感受器排列於反應器內’該反應包括一個入口用於將試 劑氣流引入反應器中’其中座臺係斜向試劑氣流1 ’對試劑 氣流座臺下緣係位於座臺上游處’截頭側包括一個截頭側 上緣及一個截頭下緣’對試劑氣流截頭側上緣係截頭側下 緣之上游，其中座臺下緣及截頭側上緣一起定義出鼻甲末 丄山 · m ， c )將感受器安置於反應器內；並且 d)將試劑氣流引入反應器。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該步驟b ) 包含將基質置於座臺上使得基質下緣大致對齊座臺下緣。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該感受器包 括一條以上之通道，該一條以上之通道用以允許試劑氣體 向基質下緣之下游方向通行。 4 ·如申請專利範圍第3項之方法，其中該一條以上 之通道係位於座臺下方，而且該一條以上之通道允許試劑 氣體在座臺下方向下游通行。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該反應器包 K-道反應器器壁，該反應器器壁包括一個反應器器壁下 I紙張尺度適^國國家(2ΐϋχ29-7·^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T. 經濟部智慧財4局3;工消赀合作社印災 -21 - 523559 ABICD 經濟部智慧財是局S(工消赀合仃社， 六、申請專利範圍 部，而且該反應器器壁含有一個以上用於支撐在反應器器 壁下部上方之感受器的感受器支撐單元。 6 ·如申請專利範圍第5項之方法，其中該一個以上 之感受器支撐單元會將感受器提高至反應器器壁下部之上 並且使試劑氣體在座臺下方佝下游流動。 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該反應器包 括一個反應器下壁，該反應器下壁包括一條以上之反應器 通道，而該一條以上之反應器通道用於使試劑氣流在座臺 下方流向下游。 8 · —種使材料氣相沉積於基質上用之氣相沉積系統 ，其包含： a)—個具有一道反應器器壁之反應器； b ) —個感受器其包含一個基礎側、一個座臺及一個 鼻部，該鼻部終止於一個鼻甲末端，該座臺含有一個座臺 下緣，該座臺及該基礎側連結於該座臺下緣定義出該鼻甲 末端；以及 c ) 一個以上用於允許氣體在該座臺下方向下游通行 之通道單元。 9 ·如申請專利範圍第8項之系統，其中該一個以上 之通道單元包含一條以上之反應器通道。 1〇·如申請專利範圍第9項之系統，其中該一條以 上之反應器通道包含一條以上之導管。 1 1 ·如申請專利範圍第9項之系統，其中該一條以 上之_反應器通道在該反應器器壁中包含一道以上之溝槽。 木紙张尺度述用中®國家榡準（CNS ) Λ4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T -22- 523559 ABCD 經濟部智丛財/ίΑΰ:工消*rf合仃社卬^ 六、申請專利範圍 1 2 ·如申請專利範圍第1 〇項之系統，其中該—道 以上之溝槽具有從〇 . 〇 5至0 · 0 5倍內徑之深度，以 及從0 · 1 0倍至0 · 5倍內徑之直徑。 1 3 ·如申請專利範圍第8項之系統，其中該_個以 上之通道單元含有一個以上之感受器支撐單元，該一個以 上之感受器支撐單元則加在該反應器器壁上。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之系統，其中該反應 器包括一道反應器下壁，而該一個以上之感受器支撐單元 則將該感受器之基礎側提高至該反應器下壁之上達 〇· 1 0倍至0 · 3 3倍內徑之距離。 1 5 ·如申請專利範圍第8項之系統，其中該_個以 上之通道單元係與該感受器整合並且位於該座臺下方。 1 6 · —種進行氣相磊晶之感受器，其包括〜個基礎 側、一個座臺、一個截頭側及一個鼻部，該鼻部終止於鼻 甲末端，該座臺具有一個座臺下緣，而該截頭側則含有一 個截頭側上緣，該座臺及該截頭側接合該座臺下緣及該截 頭側上緣而定義出該鼻甲末端，該截頭側與該基礎側形成 一個角度使得該鼻甲末端對於該基礎側係提高的。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之感受器，其還含有 一條以上用以允許氣體在該座臺下方向下游通行之通道。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之感受器，其中該一 條以上之通道係安置於該座臺下方。 ]9 ·如申請專利範園第1 6項之感受器，其中該座 臺及·該截頭側形成一個從1 〇至9 0。之角度α。 木紙张尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '1Τ -23- 523559 ABCD 六、申請專利範圍 2 0 ·如申請專利範圍第1 6項之感受器，其中該座 臺及該截頭側形成一個從1 5至4 5。之角度α。 2 1 ’如申請專利範圍第丨6項之感受器，其中該鼻 甲末端係提高至該基礎側之上達0 · 1 〇倍至〇 · 6 0倍 內徑之高度h。 2 2 · —種材料氣相沉積於基質上之方法，其包含這 些步驟： a )提供該基質，其中該基質包括一個基質上緣及一 個基質下緣； b )將基質置於感受器之座臺上，該感受器包含一個 基礎側、一個座臺及一個鼻部，該鼻部終止於鼻甲末端， 該座臺具有一個座臺下緣，該座臺下緣與該鼻甲末端同時 發生； c )提供一個含有一個以上通道單元之反應器，該一 個以上之通道單元用以允許氣體在該鼻甲末端下方向下游 通行； d )將感受器安置於反應器內；並且 e)將試劑氣流引入反應器。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項之方法，其中該步驟 b)包含將基質置於座臺上使得基質下緣與該鼻甲末端對 齊° 2 4 .如申請專利範園第2 2項之方法’其中該反應 器包括一道反應器器壁而該一個以上之通道單元則包括一 道以上之溝槽於反應器器壁內。 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、IT. 經濟部智慧財;?^7s(工消费合作社印災 - 24- 523559 A8 B8 C8 _ __D8 7T、申請專利乾圍 2 5 ·如申請專利範園第2 2項之方法，其中該一個 以上之通道單元包括一個以上之感受器支撐單元，而該感 受器支撐單元則與反應器器壁相接觸。 2 6 » —種使材料氣相沉積於基質上用之氣相沉積系 統，其包含： a)—個具有一道反應器器壁之反應器；以及 b ) —個置於該反應器器壁內之感受器，該感受器包 含一個基礎側、一個座臺、一個截頭側及一個鼻部，該鼻 部終止於一個鼻甲末端，該座臺含有一個座臺下緣，而且 該截頭側具有一個截頭側上緣，該座臺及該截頭側連結於 該座臺下緣及該截頭側上緣處定義出該鼻甲末端；該截頭 側相對於該基礎側形成一個介於9 〇至1 7 0。範圍內的角 度β。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項之系統，其中該鼻甲 末端對應於該基礎側係提高達高度h，其中h係介於 ◦ · 1至0 · 6倍內徑之範圍內。 2 8 ·如申請專利範圍第2 β項之系統，其中該截頭 側及該座臺形成一個介於1 〇至9 〇。範圍內的角度α。 2 9 ·如申請專利範圍第2 β項之系統，其中該感受 器包括一條以上之通道，該一條以上之通道適於允許氣流 在該座臺下方通行。 3 0 ·如申請專利範圍第2 6項之系統，其還包含一 個以上隔離該感受器與該反應器器壁之感受器支撐單元。 • 3 1 ·如申請專利範圍第2 6項之系統，其中該反應 本紙张尺度述用中國國家標準（CNS 格（2】〇χ 297公麓) --*- ^ -25- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 523559 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 器還包含一條以上安置於該反應器器壁上之通道。 3 2 · —種方法，其係用於避免試劑氣體其對氣相嘉 晶系統中之磊晶層生長沒有貢獻者之不想要沉積及反應， 其包含這些步驟： a)提供一個含有一個入口及一個出口之反應器。 b )將感受器置於反應器內，該感受器具有一個座臺 及一條以上之通道，該一條以上之通道使試劑氣體在座臺 下方向下游通行； c )經由入口將試劑氣流引入反應器中；並且 d )使試劑氣體其對磊晶層生長沒有貢獻者通過該一 條以上之通道並且由彼排出反應器之出口外。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財是局工消赀合作社卬災 本紙张尺度過用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） -26-