TWI247355B - Method for oxidizing a layer, and associated holding devices for a substrate - Google Patents

Method for oxidizing a layer, and associated holding devices for a substrate Download PDF

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TWI247355B
TWI247355B TW092120294A TW92120294A TWI247355B TW I247355 B TWI247355 B TW I247355B TW 092120294 A TW092120294 A TW 092120294A TW 92120294 A TW92120294 A TW 92120294A TW I247355 B TWI247355 B TW I247355B
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1247355 五、發明說明（1) 一本發明關於一方法，其中備有一基板，其有待氧化之 、層 忒待氧化之一層為層堆疊之一部分，堆疊包括基板 或土層位於待氧化層之基板表面，及一接近該待氧化之 層之基板之鄰層，該層遠離基板表面。該待氧化之一声 層堆疊之邊緣區未被蓋住。 曰 出現在垂直半導體雷射中之鏡層構成此型層堆疊可能 應用之一例。垂直半導體雷射亦稱VCSEL(垂直空腔表面2 =射）。此種應用時，在層中應設定—孔徑隔膜， 將由氧^方式予以氧化及用來預定電流之流動。°亥層 牡$軋化該層堆疊，具有層堆疊之基板必須引入一加埶 i理基，於是以氧化氣體予以清洗及加熱，例如在 Γ度（攝氏）與5〇〇°c之間。在另一程序中，美 在處理溫度下（氧化溫度），僅用氧化氣體清洗。 ^氧化氣體影響下，該氧化層當氧化 處理溫度之下進-步氧化。該氧化i ί許；;匕?^ ΐ度有關。即使在理想溫度之處理溫度中之 幅可導致預定之理想氧化寬度之氧化寬度中之大 -層本：：1;:::=供一簡單方法，“氧化此型之 度。此外，11¥ ，確對應預定氧化寬度之氧化寬 ^么明亦欲說明基板之相關支持裝置。 ，、该方法相關之目的由申諳I 法步驟達成。除首段今明夕士 +專利耗圍第1項所述之方 法基本較佳在=二==處本 五、發明說明（2) 外，在處理期間，處理溫度經基板保持# $ ># 錄。支持裝置主要包含在處理溫；;呆持π二 ，材料。 又r 具有南熱傳 時，焯i：f於一項考慮’特別在處理溫度500。( =之;；：；熱—相當弱' 持裝置之溫度記錄。：外壁：：二係」 之熱量保證為低。因此方法之故在處；；=力： 不致超過程度。 处里/里度可迅速各 利用本發明之方法，可氧化 確之預定氧化寬度"b外，= f具“-S 濟，因根據一項事實，氣化办声二 地理可保留名 化可在數分鐘之内結束見度與處理溫度高度㈣ 之严支持裂置之理由’在基板上可能達到非常 準確Si理亦：：準確溫度記錄之預備條件’因此， 度ΐοΐίί明之一方法之改進中’處理溫度自理想處 氧化宽可造成氧化寬度5%以上之偏差。甚至盘 氧化二或Λ於2°%之偏I。此種與溫度相 例如，該材匕含某半導體材料之各層之氧化 利用金屬ί 物或矽。此情況下，待氧化之 、屬 較佳為鋁予以摻雜。 在構型中，該基板包含鎵砷化物。在另 予以記 導率之 以下 3此， 登一保 6非多 t置中 匕定而 及準 k乎經 ，氧 均質 對極 理溫 理想 關之 中， 該層 一構型中 1247355 五 發明說明（3) 待氧化之該層安排在二鎵砷化物居 體材料，特別·用在光學半導體組^之間。鎵砷化物為半導 中，在此材料中之各層之氧化如=妇特別在半導體雷射 光電子組件。 饭控制，可能產生高品質 本t明之方法之另一改進為中 ' 熱傳導率大於10 Wnr1 K-〗（每公尺@ i倒持裝置在20 °C時之 佳。但支持裝置本身不必以金 專，率^金屬一樣 層之層平面平行時，^ 石墨 中，處理期間小墨顆粒之逸出，可由支 上，、 最適當之塗層為以CVD(化學氣相沉積）方法塗冗層積加之以 門古if —改進中，自加熱作業開始，加熱裝置之加熱時 曰 彳处理溫度已到達基板為少五分鐘。此一短加熱時間 之所以y能，係因為低熱團及處理溫度在基板或支^裝置 之直接記錄所致。處理溫度較佳在3 50 °C至4 50。（：之間。如 ^熱開始時，加熱裝置之溫度小於50。C盛行時，意即加熱 ^置之溫度在加熱期間上3 0 0。C。可允許每秒上升4 〇。C及 南至5 0。C之加熱裝置被利用，俾自予定溫度曲線之偏移小 於5。C或小於丨。c (攝氏）。 么 基板在加熱裝置中停留時間，在一改進中為小於1 5分 1里丄特別是小於1 〇分鐘。因此，本發明之方法有資格作為 所明RTP (迅速熱處理）方法。適於此型方法之加熱裝置可
1247355 五、發明說明（4) 使： 石夕晶圓可在 加熱之矽晶 火卜 在本發明 至少實施一預 秒或至 即蒸氣 媒介， 水，不 收性質 壓力下 在 持裝置 與支持 氣體可 使 同材料 彼此溫 少3 0秒 之處理 預熱溫 被吸收 對程序 被導入 另一改 之邊緣 裝置間 到達基 用蓋子 及不同 度差異 在另 改 一圓形基座表 周之圓 鎵$申化 。經適 基板圓 石英， 可互換 二加熱之石墨板間加熱（迅速等溫退火），或 圓由高功率燈加熱，特別是自素燈（迅速退 之另一改進中，基板加熱至處理溫度期間， 熱步驟，預熱時，加熱裝置之溫度至少在1〇 ，保持在預熱溫度，此溫度低於氧化氣體， 溫度’及高於凝結溫度。如水分子作為載且 度為150-C。預熱可保證氧化氣體，特別是 古或持裝置吸收至某-程度。此—吸 加熱裝置。文進中’氧化氣體在大氣 進中’保持裝置由一蓋子筌 & 上，或安排成距邊缘二 。盍子位於支 有-間隙。如蓋2於^;:，俾在蓋子 板，此係因為蓋子及*夺攻置之上，氧化 可與反制所謂"圖 ^襞置之粗糙。 結構處，…射加^置””板之不 。 "、、展置之處理期間發生 進中，加熱裝置包括 面.，及一圓形半導#曰。口熱元件。該基板有 周方向之一凹，/ 口 保持裝置包括在 物所製之與保持裝詈引入—矽，矽碳化物， 當選擇圓環之枒^ 不同材料之圓環，較佳 才科，在處理期間，可達成均
1247355
五、發明說明（5) 勻之溫度分布於全部基板表面。 此一改進係根據一項考慮，雖然裝置之加熱燈可 制，，向對稱熱分布無法由直燈之目標制動達成。更= 之熱/刀布僅能利用徑向對稱達成。盒之熱團可以—進; 環之適當方式改變。以交換環，观不同基板及= 理條件。纟一構型中’有複數個不同厚度相同材料之環, 發玄明方法之另一改進中，加熱裝置適於大於每秒 8 C之加熱率。該層堆疊包括一突出堆疊邊緣之一層，較 Ϊ5ίί接，卜層以便與待製造 < 半導體組件接觸。雖 广〇，、、、至處理溫度期間，利用少於每秒6。C：或少於每秒 之加熱率。此一措施可保證，特別在金層突出邊緣之 :::田金層可被防止在邊緣偏斜。t即此完全接觸層繼 '二：用以與一電接點接觸。在不同程序令，冑向突出堆 ^層以外之-層不被使用，而使用高於每秒以之加熱 化* Ϊ f _改進中’氧化在理想氧化寬度到達前中止。氧 =見^以記錄及實施後氧化，#為記錄之氧化寬度之函 方法’可獲得關於氧化特別重要參數之結論， I寸=之一層之金屬含量，及產生之隔膜之實際開始 驟：二ft論或甚至該記錄之值可用以調整第二氧化步 :之處間’以供相同氧化層之進-步氧化。以此方 式’ ^匕九度可準確設定’即至—預定之目標深度。 氧，iir月方法之—改進中，氧化氣體僅包含鍵式之 乳，車父佳為Μ分子鍵合。氧分子〇2 ，
第9頁 1247355 五、發明說明（6) 積分子數，在處理期間較佳為保 0.01%，否則該層之氧化進堆疊之夺低於y甚至低於 由-事實’純氧影響在待氧化之邊緣之不同氧：舉可能 鍵式氧之氧化不同，可防止氧之穿、乳化’與利用 在另一改進中，利用高溫計或 ^ 度，基板或保持器即位於1上i利用至〆—熱偶記錄溫 測量。 "立於其上。《組件特別適於準確溫度 之丰:月：關於使用本發明之方法製造-具有電子接點 吾人驚異發現，在本發明之程序ί二； 阻小於5倍1〇 -7 Q/cm -2 (每平方斤干接觸電 WQ/c"。因…電子 =小於4倍 分重要，低於以"jr值甚多，& f 其對+ V體組件十 兮佶乂 p』 甚夕例如，6至9 X 1 Ο—6 Ω /cm-2， 則已達成。接觸電阻對短切換 積體垂直雷射單元中，即，呈右知:「i卞刀重要’特別在 元，或大於每秒2.5千兆位元具有切換時間大於每秒千兆位 本發明亦關於具有上述特性之保持裝置 效應因此亦可應用在保持裝置上。 技術 上述之方法，即，改進且有一 :及在理想氧化寬度到達前氧化之中二:、；；：程亦 理溫二序不同，例如在處理溫度上，處 π <屺錄上及/或基板之溫度控制等。 =月範例實施例將以伴隨之圖式加以說明。 Ρ圖顯不垂直半導體雷射10之剖面圖，，一兩 射先束以與半導體基㈣之基板表面12成正交方向出現田， 1247355 、發明說明（7) 八在範例貫施例中包含複合半導體鎵砷化物。該雷射光束 之波長為8 9 0毫微米。 ^半導體雷射1 〇由層堆疊形成，該堆疊包含複數個層以 ，羊这 例如’自基板1 4開始，隨後各層在層堆疊1 6之一 半18中出現，該一半18接近基板； 底部鎵砷化物層2 〇， 底部鋁砷化物層2 2， 一層順序2 4，該層由虛線顯示，及交互包含鎵砷化 ，一鋁砷化物層，一鎵砷化物層等， 為顧及鎵砷化物及鋁砷化物 28構成所謂布拉格反射器。例如 1 0個布拉格反射器。 一接近基板之一半1 8之一頂部鋁砷化物層，及 一接近基板之一半1 8之一頂部鎵砷化物層2 8。 之不同折射率，各層20 -，接近基板之一半1 8包括 石“卜ί ί堆豐16之中央，至少有一所為量子薄膜28位於鎵 :化物層28與鎵坤化物層32之間。鎵碎 ::物層34包圍孔徑層36,其原由以紹摻雜之一神； ί成。在氧化步驟期間，第2-6圖有詳細說明，孔徑層3; 孔itn匕’ Ϊ形成一外徑為D1之孔徑隔膜，該外徑與 ”36:度之層堆疊16之直徑對應。孔徑隔膜 與乳化寬度W或層堆疊16之橫向中之氧化深度有關。㈣ 板最Γ申1匕；134形成層堆疊16之一半38…，其距基 =4。二Ϊ 層34開始，遠離基板之-半38 “4
化物層40開始，以下列層跟隨 T 1247355 --------- 五、發明說明（8) 一層順序42，其中以鎵砷 一鎵砷化物層交互跟隨，及 ㈢ 鋁砷化物層， 順序'其鄰近層 板之；半38之各層形成布拉格反射器，J ”:：反：，基 層之邊緣穿出層堆疊16之外於=層4;’該 !觸"此方式之穿出可保證由加在接點㈣之接點= 層堆疊16之布拉格反射器結構可自 化物晶圓由分子束外延而產生。料化物—向之鎵石申 之層厚度為141nm(毫微米）。在範例實施例日中5二::化層 35Um(微米），直徑卩2為13·。孔徑層36氧化·^為 30nm。 丁又钓 半接近基板及遠離基板之一半38之鋁砷化物 可以避免，例如於此等層内增加鎵之方式。亦可‘ 方法以防止氧化，例如，部分抗蝕劑塗層。 ，、他 第2圖說明設施50，其係用以實施孔9徑層36之 設施50包括燃燒單元52及一加熱褒置8〇。曰 乳化。 燃燒單元52有-入口56以使氣 純氧02進入。在燃燒單元52中’氫及氧在一加熱 中燃燒以形成蒸氣。蒸氣亦可由其他方、去 ‘ Μ兀吕 氣化。 、/座生，如水之蒸 蒸氣及氫之預定量經連管6G自燃燒單元52排出，進入 第12頁 1247355 五、發明說明（9) 加熱裝置80，言亥裝置將參考第3圖加以詳細說明。加埶裝 置80有—出π 62，經由該出口，反應蒸氣可自加熱裝置⑽ 脫出。加熱裝置80中氧化之反應方程式如下· 2ALAs + 3H20—AL2 03 + 2AsH3 第3圖顯示加熱裝置之結構，其由—立方形反射哭壁 82包圍，其在内側以高輻射反射材料塗層。反射哭壁82内 立方形加熱室壁84，該壁由易於傳輸齒素义登，即石英玻璃 之熱，射之材料製成。鹵素加熱燈864 〇4安排在室壁以與 反射器壁82之間，位於加熱室85之上及在加熱室“之下。 直鹵素加熱燈之縱軸安排在立方形加熱裝置8〇之縱向。 在室壁84内，在保留裝置上（未示出），有一碟形石墨 益11〇，其有一圓形基座表面112。在另一實施例中，基座 ，，為方形或矩形。石墨盒110用一容納半導體晶圓114， 八=括一半導體基板14。石墨盒11〇由石墨蓋ιΐ6蓋住，氧 化氣體之擴散可經石墨盒及石墨蓋間之空間，因苴 粗糙而可能。 - /丁佐 儿一石墨盒1 1 〇包括一凹隙以容納石墨蓋丨丨6。此凹隙由一 & 一圓之週圍之停止表面1 2 〇在橫向加以限制。石墨蓋位 =其上之方位表面1 2 2，與停止表面1 2 0成橫向配置。範例 實施例中，停止面12〇與基座表面112成9〇度角。另一實施 例中’停止表面120為傾斜以便使其易於插入石墨蓋丨丨6。 此外，石墨盒1 1 6有一中央凹隙以容納半導體晶圓 1 1 4 °此中央凹隙有一橫向停止表面丨24 位於一圓之圓週，如適當時，與在半導體晶圓114上之平 1247355 五、發明說明（10) " ' "--- 面匹配之度分除外。在一範例實施例中，停止表面丨2 4與 基座表面124成直角。在另一實施例中，停止表面124為傾 斜以便於插入半導體晶圓丨丨4。 此外，中央凹隙包括平面定向表面丨2 6，半導體晶圓 11 4之下方側位於其上一大部表面面積。此外或作為一備 ^，定位表面與下方側間之距離可小於丨毫米，或小於〇· 5 耄米，及1 00微米。。此一窄間隙寬度使熱對流之位準甚 高，在熱耦合上，其有高熱傳導率有同樣效應。 一環形凹隙以容納一插入環128，其包含矽，矽碳化 物’或其他適當材料，出現在中央凹隙與石墨蓋丨丨6之定 向表面1 2 2之間。 環形凹隙有一外停止面1 3 〇，其圍繞一圓之週圍，在 範例實施例中，與基座表面11 2平行。 形凹隙之内停止面1 3 2位於一同心圓之圓周，其直徑小於 沿外停止面1 3 0之圓周之圓之直徑。 内停止面132亦與基座表面11 2成90度角。在另一實施例 中’外停止面1 3 0係向外傾斜，内停止面丨3 〇則向内傾斜以 便容易插入128。環形凹隙之底部，有一平面定向表面 133。定向表面122，126及133與基座表面Ϊ12平行。 第3圖說明之石墨盒11 〇有一環形突出物於中央凹隙與 環形凹隙之間。此突出被停止面丨2 4及内停止面1 3 2所限 制。在另一實施例中，石墨盒丨丨〇無突出物，表示半導體 晶圓11 4及插入環僅以一間隙分隔。與插入環28對應之插 入環有一内半徑’僅較半導體晶圓丨丨4之外半徑為大約1或
第14頁 1247355 五、發明說明（11) 2毫米。 、，第3圖說明之加熱室8〇適於處理直徑4吋（1吋=25. 4關） 之半導體晶圓11 4。但亦有加熱室8 〇供直徑大於或小於4吋 之半導體晶圓。. 、 在一第一變體中，利用一高溫計〗3 4記錄石墨盒1 1 〇之 基座表面112之温度T，亦半導體晶圓114之溫度τ。高溫計 134包括透鏡136系統，其用以記錄自基座表面112輻射之 熱，、即以設定頻率或一組頻率範圍藉感測器丨38，一種紅 外感測器以測量輻射強度。此外，第3圖亦說明高溫計! 34 之光束路徑140。該光束路徑140跨過視窗142，在室壁^ 之基座中心及反射壁8 2傳輸輻射。在另一實施例中，高溫 計134可設於任何處，如反應器室84之内及)或與半導 圓11 4之中心軸橫側偏置。 sa 自輻射感測器1 3 8之線1 1 4至控制單元丨4 6以控制加熱 室80之溫度。控制單元146藉助於微處理器操作，其實^ 一P ID(比例積分差動）控制。但亦使用開路環路控^ ^匕 元。電源供應線148，150自控制單元ι46引至自素加埶燈 86-1 04。扇素加熱燈86- 1 04之加熱電源可經設定加熱、電^ 而控制。此外，控制單元有一輸入部件丨5 2，由一箭頭說 明，以設定理想溫度曲線。溫度曲線可由資料檔中％之設%定 時間及相關溫度而選擇。
在另一實施例中，使用靠住石墨盒1丨〇之基座表面丨 之中心或偏離中心之熱偶154，而非高溫計134。溫<度較佳 在基座表面11 2之中心區記錄。 1 & X 第15頁 I247355 、發明說明（12) 第4圖顯示在基座面記錄之溫度曲線1 6 〇。溫度曲線 1 6 〇以座標系統1 6 2代表，其包括X軸，X軸上之時間t之範 圍自〇秒至約7 0 0秒繪出。y軸1 6 6代表溫度τ自〇。c至4 〇 〇。C 之範圍。y軸1 6 6在中央區1 6 8中斷以便增加上溫度範圍中 之解析度。 半導體基板14置於石墨盒11〇中及導入加熱室8〇。在 另一範例實施例中，基板被導入在加熱室8〇内之石墨盒。 此時，石墨盒110之溫度約為50 γ。該加熱室於是以氮清 洗。之後’氧化氣體被導入加熱室8 〇中。
在時間t 0及時間tl間之約130秒之加熱階段，石墨盒 110及半導體基板12於是加熱至溫度4〇〇.c。因為溫度已在 基座表面112記錄，及適當之控制常數已選出，該溫度曲 線1 6 0不致大幅超越溫度值4 0 〇。C。 孔隙層36之氧化在約39"時開始，自邊緣開始及向 層堆疊16之内部進行處理。當氧化時間增加時，氧化寬度 W增長。在時m2約600秒時，孔隙内徑為D2，即理想之内 徑。齒素加熱燈86- 1 04被關閉，俾石墨盒u〇可迅速冷 ”當溫2降至3 5 0。。時，加熱室85以惰性氣體清洗， 如軋化氣體中包含氫分子。
…ί Ιί ίΤ達到溫度2〇°C時’該溫度自加熱室80移 除二處理：導體晶圓“之全部作業小於15分鐘。在另一範 無接點邊緣穿出堆叠之外之一半導體雷射 中，加熱率高至二倍以上，如三件。 第5圖顯示處理半導體晶圓心溫度曲⑽。，該晶圓
1247355 五、發明說明（13) 有一包括預熱步驟之突出接觸邊緣。溫度曲線180以座標 糸統182表示，其X軸184代表處理時間t，其範圍自〇秒至 約7 0 0秒。座標系統丨8 2之γ軸丨8 6代表加熱室8 〇之溫度τ , 範為自0。C至40 0。C。 、#石墨盒11 0與半導體基板丨4同時引進加熱室8 〇。此後 =或其他惰性氣體清洗，於是以引出蒸氣。如以第5圖 二明之貫施例而言，石墨盒110為室溫度，纟時則為 二自時間’至100秒之時間tla，加熱室之溫 ^Tu線性向上增加至預熱溫度ντ，15〇彳。在時間與 t a之間，約為2 5 〇秒時，溫度保留為J 5 〇。c。 Μ在j二加熱階段’加熱室80之溫度T，自t2a開始至 :，約38。秒時間溫度以線性自15〇。。增加至溫度值 始。 乳化虱體之存在，氧化在第二加熱階段開 累人=夺夕間2與^之間約6〇0秒時間，力口熱室80中之石 墨益110之温度，特別在基座表面 L在時間t3a與“a之間，孔徑⑽被進 到已到達氧化寬度W。 /乳化直 犄間t4a之後’鹵素加熱燈86 —〗〇 為 迅速再度冷卻。之後，石墨盒110自加熱趨 者，溫度以控制方式降低。 ‘，、、至80移除。或 第6圖顯示中斷氧化法之方法步驟。 驟200開始，將基板14引進加熱室8 / :方法步 202,孔隙層36氧化至寬产W1，並鉍β在-人一方法步驟 礼化主見度W1，其較氧化寬 1247355 五、發明說明（14) 用溫度曲線1 6 0實施氧化，該曲線已以第4圖說明。但氧化 在處理時間t = 3 50秒時中斷。石墨盒丨10冷卻，隨後自加熱 室移除。 ^ 以測量裝置之助，孔隙層36在步驟204時加以測量， 孔徑層3 6内之孔徑隔膜外邊緣a與内邊緣I間之氧化寬度w工 :予決定。例如，測量裝置包括紅外顯微鏡。之後，^測 里之寬度W1開始，其餘之氧化之後氧化時間t r可以決 在步驟20 6，部分氧化之孔徑層36引進至加熱室8〇，
加熱至氧化溫度4 〇 〇。C，以便實施其餘之氧化一計算之後 ^化時間t r。後氧化時間t r過後，氧化終止，鹵素加秀 燈80-1〇4關閉。 半導體基板自石墨盒1 1 〇移除之後，方法在步驟2 0 8結 ，徑層3 6中之孔徑隔膜現在有一内邊緣I，其直徑對 二，技D2。外邊緣A與内邊緣I間之氧化寬度W2對應理想氧 化寬度W。 在另一範例實施中，第6圖說明之方法利用第5圖說明 之溫度曲線於步驟202及/或步驟2〇6實施。
綾，ί氧化之觀念係基於一事實，孔徑層36中之氧化邊 甚” §，基板在步驟20 2自加熱室8〇移除時，其溫度 低，孔徑隔膜仍含氫氧化物，其可被後氧化而無問
第18頁 1247355 圖式簡單說明 第1圖顯示具有待氧化之孔徑隔膜之垂直半導體雷射之剖 面圖。 第2圖顯示實施氧化用之裝置。 第3圖顯示一加熱裝置之結構。 第4圖顯示基板在實施預加熱步驟前之溫度曲線。 第5圖顯示基板之預加熱實施後之溫度曲線。 第6圖顯示具有中斷氧化之一方法中之方法步驟。 元件符號說明： 10 半 導 體 雷 射 12 基 板 表面 14 半 導 體 基 板 16 層 堆 疊 18 接 近 基 板 之一半 20 鎵 石申 化物 層 22 鋁 石申 化 物 層 24 層 順 序 26 紹 石申 化 物 層 28 鎵 石申 化物 層 30 量 子 薄 膜 32 、34 鎵砷 化物層 36 孔 隙 層 D1 外 徑 D2 内 徑 W 氧化寬度 38 白 基 板 半 遙遠 40 鋁 石申 化物 層 42 層 堆 疊 44 鎵 石申 化物 層 46 接 點 層 50 設 施 52 燒 單 元 56 '58 入口 60 連 接 管 62 出 D 80 加 熱 裝 置 82 反 射 器壁 84 室 壁 85 加 熱 室
第19頁
1247355
第20頁 圖式簡單說明 86- 104 鹵素加熱燈 110 石墨盒 112 基座表面 114 半導體晶圓 116 石墨盖 118 間隙 120 方位表面 122 停止表面 124 停止表面 126 方位表面 128 惰性環 130 外停止表面 132 内停止表面 133 方位表面 134 面溫計 136 透鏡系統 138 輻射感射器 140 幸畜射 142 窗 144 引線 146 控制單元 148 150 電源供 152 輸入部件 154 熱偶 160 溫度 162 座標系統 164 X軸 t 時 間 166 y軸 T 溫度 168 中間區 to-- t2 時間 180 溫度曲線 182 座標系統 184 X軸 186 y軸 10a_ -14 a 時間 W1、 W2 氧化寬度 A 外緣 I 内 緣

Claims (1)

  1. 土^^_ 修正 •成 __wauwwiw ) ’年(叫修的正本j 1247355 , -----案號 92120294 六、申請專利範圍 1 · 種氣化一層（3 6 )之方法 ，含以下步驟，其實施並一一™J 提供一基板（14)，其有一待氧化之一層（36)， 该待氧化之一層（3 6)為層堆疊（〗a + θ μ v 板(⑷或基卿位於待氧=層：之 離基ί表：氧化層(36)之表面鄰接之-鄰権)，其係遠 氧化之層（36)在層堆疊（16)之一邊緣區暴露， =载有層堆疊（16)之基板（14)引進加熱裝置⑽）中， 將氧化氣體通至基板（36)上， 化時ϊ!=6)力:ΐ至處理溫度’待氧化之層(36)隨著氧 =時間之㈣，在處理溫度下之氧化氣體影響下，被進一 步氣化自其邊緣至層堆疊（丨6)， 處理期間經支持基板（14)之支持裝置（11〇) 記錄處理溫度， ^ 及控制（152)基板（14)之溫度至預定之理想溫度或處 理期間之預定理想溫度曲線。 2·如申請專利範圍第i項之方法，其中該基板（14)之主表 面平行靠在支持裝置（丨丨〇 )之主表面，或排列在相距小於3 毫米或小於1毫米或小於〇 · 5毫米之距離， 及/或其中1 0。C之處理溫度之偏差可導致氧化寬度 (W)以大於5%，或大於10%或大於2〇%自理想氧化寬度偏 差， 及/或其中該待氧化之層（36)包含一半導體材料，較 第21頁 修正 1247355 案號 92120294 7^年 f月 U ^ 六、申請專利範圍 佳為鎵珅化物，其與一金屬摻雜，較佳為與鋁摻雜， 及/或其中該基板（14)含鎵砷化物， 及/或該待氧化之層（3 6)排列於在處理期間不氧化之 一層（32，34)之間，較佳於包含錄石申化物之二層（32，34) 之間， 一曰 及/或其中該處理溫度在1 0 0 C在5 〇 〇。c之間， 及/或其中該氧化寬度（W)決定性取決於處理溫度， 及/或其中該基板（14)在一加熱裝置（80)中以單一基 板方法處理。 & 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中該支持裝置（11〇)在 2〇。（：之熱傳導率大於10 Wm-iK-1，較佳為大於1〇〇 wm-iK-i， 及/或其中該支持裝置在處理溫度之熱傳導率大於在 基板（14)在處理溫度之熱傳導率， 及/或其中該支持裝置（110)包含石墨，較佳為塗層之 石墨。 4·如申請專利範圍第2項之方法，其中該加熱裝置（8〇)自 加熱作業開始（t〇 )至達到處理溫度之加熱時間少於5分 鐘， 該處理溫度較佳在3 5 0。C與4 5 0。C之間， 加熱作業開始（10，10 a)時，加熱裝置（8 〇 )之溫度普 遍小於50 e C， μ X曰 及/戈其中該基板（14)之在加熱裝置（80)中之停留時 間少於1 5分鐘，或少於1 〇分鐘。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該支持裝置（11 〇 )在
    第22頁 六、申請專利範圍 2〇。（：之熱傳導率大於10 Wnfirl ,較佳為大於〗〇〇 -_1Κ_丨， 及/或其中該支持裝置在處理溫度之熱傳導率大於 基板（14)在處理溫度之熱傳導率， 、在 石墨及/或其中該支持裝置⑴0)包含石墨，較佳為塗層之 6美專利範圍第1項至第5項中任-項之方法，”續 基板（14)加熱至處理溫度之期間，至少實施一預埶ς " Ϊ;固:ίΓ二及Γ:氧化氣體或與氧化氣體摻合之氣體 之錠□/皿度為同至少1 0秒或至少3 〇秒， 及其中该氧化氣體在預熱溫度到達前於加 間開始進入加熱裝置（8 0 )。 〆、、…、/皿度亇 7 ·如申凊專利範圍第1項至第 支持裝置⑴。)由一蓋子⑴:)5】：任-項之方法’其中該 4固y/Λ蓋子⑴6)位於支持裝置（11G)之-邊緣（122) 或固疋在自邊緣（122)之一預定距離 瓊、，彖 8基表V叫 一凹隙（130)，支凹持隙裝中置於基板（14)周圍方向具有 該環之材料較佳與支 較佳為可交換之環(128) ’ */或其中該加熱裝：包同’ 或點狀加熱元件。 包括直加熱凡件（86-1 04) 9·如MW範圍第1項至第5項中任一項之方法，其中該 1247355 修正 曰 Γ - 案號 92120294 六、申請專利範圍 加熱裝置（80)適於大於每秒8.c之加熱 (16) ^ ^ ^ ^ ^ 層（46)，其邊緣突出層堆疊 ()較佳為造成接觸之層，該層較佳含金， 及其中該加熱至處理溫庳* ’ 3。(：之加熱速率下實施。…於母秒6 «C或少於每秒 10·如申請專利範圍第1項 該氧r理想氧化寬度⑺心方法… 八中該氧化寬度（w 1 )被記錄， 及其中該待氧化之層之德氧 為函數實施。 後虱化以記錄之氧化寬度（W1) 11. 如申請專利範圍第1項至第5 ^ ^ 該氧化氣體包含與至少Λ中任一項之方法，其中 2 0分子中鍵結， 70素鍵結之氧，較佳為於Η 及其中分子氧之位準在處理期間小㈣。 12. 如申請專利範圍第}項至第5項中 該溫度利用高溫計（134)或 、#項方法，/、中 錄。 用至少一熱偶（154)予以記 13. —種如申請專利範圍第 之用途，係用以製造且有電=第項中任一項所述方法 10 該接點⑽^觸：ί:Γ(4;)0^子組件⑴）， Q/cm-2 , 1 J 於 5x 1〇-6 Ω/cm -2 或小於 4 阻 或接觸電阻低於傳統爐利用相同材料所產生之接觸電 及/或供產生一積體垂直雷射單元（10) 第24頁 1247355 , 修正 -----9212fl?.Q4 六 申請專利範圍 14· 一種支持裝置（11〇)， — 項至第1 2項中任一項所、f 、別用以貫施申請專利範圍第1 、τ饪項所述之方法， 具有一平基座體，其包含石墨， 及具有一凹隙（124)，農可偽土 1n nr i Φ兮±a士 /、了與基板（114)匹配， B /、//支持装置包括一外塗層。 • σ申睛專利範圍第1 4項之 包括石累 卜^ 寺咸置（110)，其中該塗層 符石墨，較佳以CVD方法施加。 文層 種支持裝置（11 〇 )，特別用隹^ Η3項中任—項所述之方法，j用以…申靖專利範圍第 具有一平基座體， 參 ▲一凹隙（124)，其可與基板（114)匹配’ 方向i 6 °亥^持裝置包括一凹隙，係以凹隙（124)之週圍 用。^以支持基板（114)，該凹隙供可互換之環（128)之 1中7.該如專利範圍第16項之支持裳置⑴0)及相關環，其 成=严j ^置（110)包含石墨，其中有至少二不同材料製 衣，較佳一環含矽及/或一環矽碳化物及/或一環含石 央及/或一環含鎵砷化物。 ί 請專利範圍第1 7項之支持裝置⑴0)及相關之環 其中至少有兩環具不同厚度。 ίϊ二申請專利範圍第16項之支持ί置（110)及相關之環 、8)，其中至少有兩環具不同厚度。
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