TWI423383B

TWI423383B - Substrate support for the III-V film growth reaction chamber, its reaction chamber and process treatment

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Publication number: TWI423383B
Application number: TW100131761A
Authority: TW
Original assignee: Advanced Micro Fabrication Equipment Shanghai Co Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2014-01-11
Also published as: CN102031498A; CN102031498B; TW201234518A

Description

用於III-V族薄膜生長反應室的基片支撐座、其反應室及工藝處理方法

本發明涉及一種在基片上沉積薄膜的裝置，尤其涉及一種實現均一薄膜生長的在基片上沉積或外延生長III-V族薄膜的反應室、其工藝處理方法及其基片支撐座。

作為III-V族薄膜中的一種，氮化鎵(GaN)是一種廣泛應用於製造藍光、紫光和白光二極體、紫外線檢測器和高功率微波電晶體的材料。由於GaN在製造適用於大量用途的低能耗裝置(如，LED)中具有實際和潛在的用途，GaN薄膜的生長受到極大的關注。

包括GaN薄膜在內的III-V族薄膜能以多種不同的方式生長，包括分子束外延(MBE)法、氫化物蒸氣階段外延(HVPE)法、金屬有機化合物化學氣相沉積(MOCVD)法等。目前，MOCVD法是用於為生產LED得到足夠品質的薄膜的優選的沉積方法。

MOCVD是金屬有機化合物化學氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor Deposition)的英文縮寫。MOCVD工藝通常在一個具有溫度控制的環境下的反應室或反應室內進行。通常，由包含第III-V族元素(例如鎵(Ga))的第一前體氣體和一含氮的第二前體氣體(例如氨(NH3))被通入反應室內反應以在基片上形成GaN薄膜。一載流氣體(carrier gas)也可以被用於協助運輸前體氣體至基片上方。這些前體氣體在被加熱的基片表面混合反應，進而形成第III-V族氮化物薄膜(例如GaN薄膜)而沉積在基片表面。

為了提高產能和薄膜生長設備的吞吐量(throughput)，MOCVD生產裝置的反應室內的基片支撐座(substrate holder)的尺寸越來越大，其上面被放置越來越多的基片，例如，一個反應室內可以放置42片2英寸的基片、或放置11片4英寸的基片，或放置6片6英寸的基片。如此設置固然可以提高產能和生產率，但卻會導致所沉積的薄膜不均勻的問題。隨著一個反應室內的基片的數量和直徑變得越來越大，此問題越發突顯出來。

圖1為現有技術的一種MOCVD生產裝置的反應室600。反應室600內的基片支撐座400上放置若干基片W1、W2。反應室600的下方設置有排氣裝置800。在工藝處理過程中，反應氣體沿路徑900從反應室600的上方輸送到基片支撐座400的表面上方，再沿著基片支撐座400的表面到達基片支撐座400的外邊緣(沿著路徑902)，最後沿路徑904被排氣裝置800排出反應室600的內部。由於MOCVD生產裝置的薄膜生長的速率、品質、厚度均一性都強烈地受反應氣體運輸過程和路徑的影響，可以看出，當基片支撐座400的半徑變得越來越大時，基片支撐座400上容納的基片數量就越來越多，路徑902就會變得越來越長，就越不容易使在基片支撐座400的表面上的所有基片獲得均勻地薄膜沉積。

針對背景技術中的上述問題，本發明提供了一種在基片上生長III-V族薄膜的反應室、其基片支撐座及其工藝處理方法，其能夠大大地改善薄膜制程的均一性。

根據本發明的一方面，本發明提供了一種用於III-V族薄膜生長反應室的基片支撐座，其特徵在於：所述基片支撐座包括用於放置若干基片的一個或多個基片承載區域以及圍繞所述基片承載區域設置的多個氣體導引孔或導引槽，所述多個氣體導引孔或導引槽與所述反應室的一排氣裝置流體連通，在薄膜生長工藝處理過程中，所述反應室的反應氣體流經所述多個氣體導引孔或導引槽，並由所述排氣裝置排出所述反應室。

其中，所述每一基片承載區域內僅放置一片基片。

其中，所述每一基片承載區域內放置至少兩片基片。

其中，所述多個氣體導引孔或導引槽在所述基片支撐座上的分佈呈至少兩個同心圓關係，相鄰兩個同心圓之間的徑向距離可以容納一片或多片基片。

其中，所述基片支撐座與一旋轉機構連接，在基片工藝處理的過程中，所述基片支撐座保持旋轉。

其中，所述基片支撐座在基片工藝處理的過程中保持靜止。

其中，所述基片支撐座與一升降機構相連接，其上下的高度可以調整。

其中，所述多個氣體導引孔的直徑大小相同。

其中，所述多個氣體導引孔的直徑大小不相同。

其中，所述多個氣體導引槽的寬度大小相同。

其中，所述多個氣體導引槽的寬度大小不相同。

其中，所述多個基片承載區域均勻地分佈於所述基片支撐座的上表面。

其中，所述基片承載區域的周邊均勻地分佈設置有所述多個氣體導引孔或導引槽。

其中，所述多個氣體導引孔或導引槽中的至少部分為所述多個基片承載區域中的兩個所共用。

根據本發明的另一方面，本發明提供了一種用於III-V族薄膜生長反應室的基片支撐座，其特徵在於：所述基片支撐座上包括用於放置若干基片的多個基片承載區域以及設置於所述相鄰兩個基片承載區域之間、用於將相鄰兩個基片承載區域相互分隔開的多個氣體導引孔或導引槽，所述多個氣體導引孔或導引槽與所述反應室的一排氣裝置流體連通，在薄膜生長工藝處理過程中，所述反應室的反應氣體流經所述多個氣體導引孔或導引槽，並由所述排氣裝置排出所述反應室。

根據本發明的再一方面，本發明提供了一種III-V族薄膜生長反應室，其特徵在於：所述反應室包括如前所述的任一種基片支撐座。

其中，所述反應室為一立式反應室，所述反應氣體從所述基片支撐座的上方豎直流向所述基片支撐座的上表面。

其中，所述反應室為一水準式反應室，所述反應氣體從所述基片支撐座的上方平行流經所述基片支撐座的上表面。

根據本發明的再一方面，本發明提供了一種在基片上生長III-V族薄膜的工藝處理方法，包括：提供一反應室，所述反應室包括反應氣體輸送裝置、基片支撐座、排氣裝置，所述基片支撐座上被分隔有多個基片承載區域以及設置於所述相鄰兩個基片承載區域之間、用於將相鄰兩個基片承載區域相互分隔開的多個氣體導引孔或導引槽，所述多個氣體導引孔或導引槽與所述反應室的一排氣裝置流體連通；對所述基片進行薄膜生長工藝處理，在所述工藝處理過程中，所述反應氣體輸送裝置提供的反應氣體流經所述多個氣體導引孔或導引槽，並由所述排氣裝置排出所述反應室，當反應氣體流經所述氣體導引孔或導引槽時，所述多個基片承載區域被所述反應氣體相互分隔開。

下面結合附圖對本發明進行具體說明。

本發明提供了一種在基片或襯底上沉積III-V族薄膜的反應室及其基片支撐座。該反應室可以用於在基片上或襯底上沉積各類III-V族薄膜，並且本發明的反應室和基片支撐座可以適用於MOCVD方法或HVPE方法來沉積薄膜。

本發明所提供的在基片上或襯底上沉積III-V族薄膜的反應室可以是多種類型的反應室，比如，是立式反應室，或是水準式反應室等。簡明起見，以下僅以立式反應室作為示例來描述本發明內容。

圖2為根據本發明的一個具體實施例所提供的一種在基片上生長III-V族薄膜的反應室1及其基片支撐座20。如圖2所示，反應室1為一種立式反應室，反應室的上方設置一反應氣體輸送裝置50。反應氣體50a、50b或更多種反應氣體與反應氣體輸送裝置50相連接，用於向反應室1的內部輸送反應氣體。可選擇地，反應氣體輸送裝置50還與一冷卻裝置或溫度控制裝置16相連接，該冷卻裝置或溫度控制裝置16可以在反應室1工作時對反應氣體輸送裝置50的某些部分(未圖示)進行冷卻或實現溫度控制。

反應室1還包括反應室側壁6，在反應室側壁6的內部區域內設置有基片支撐座20，基片支撐座20的上表面放置有或容納有多片基片W。可選擇地，在基片支撐座20下方的適當位置處設置有加熱裝置2，用於均勻地對基片支撐座20及放置於其上的基片W進行加熱。為了實現更佳的薄膜沉積效果，在工藝處理過程中，基片支撐座20還可以以一定的轉速保持旋轉(如箭頭24所表示)，該旋轉可以通過一與基片支撐座20相連接的轉軸5及旋轉機構7來實現。當然基片支撐座20的旋轉也可以其他方式實現。在反應室1的適當位置處還包括一排氣裝置8，用以將反應室1的反應氣體及副反應氣體排出反應室1內部，並保持反應室1的內部為真空或具有一定氣壓的反應環境。

需要說明的是，圖2所示的反應氣體輸送裝置50僅為示意性的，其實際上可以有多種設置方案，其具體位置也不限於位於基片支撐座20的正上方。例如，反應氣體輸送裝置50可以被設置成一個或多個氣體噴射器(gas injector)，其具體位置可以是位於基片支撐座20的正上方或位於反應室側壁6的適當位置處，用於向反應室1的內部噴射反應氣體；反應氣體輸送裝置50也可以採用氣體分佈噴淋裝置(gas distribution showerhead)的形式，所述氣體分佈噴淋裝置上緊密地設置有多個細小的氣體分佈孔。進一步地，所述氣體分佈噴淋裝置上還可以設置多個氣體分佈噴淋區，如，中央區域和邊緣區域，多個氣體分佈噴淋區的氣體分佈噴淋可以被單獨控制，從而可以調節下方的基片支撐座20上的薄膜生長反應，以提高薄膜生長的均一性。

請結合參閱圖2和圖3，圖3為圖2所示基片支撐座20的立體示意圖，其中沿剖面線I-I所得截面圖即為圖2所示的基片支撐座20。根據本發明的一種實施例，圖2所示的基片支撐座20為一呈圓盤狀的構件，包括上表面140和下表面142。上表面140上包括用於放置若干基片W的一個或多個基片承載區域20a以及圍繞所述基片承載區域20a設置的多個氣體導引孔20b。具體而言，基片支撐座20的上表面被分隔成或劃分成多個基片承載區域20a，每一個基片承載區域20a內對應容納和放置一片或多片(圖示中僅示意地表示為一片)基片W。在每一個基片承載區域20a的外周圍設置多個氣體導引孔20b，這些多個氣體導引孔20b將該基片承載區域20a包圍起來。這些多個氣體導引孔20b還與反應室1的一排氣裝置8流體連通。作為一種實施方式，所述多個氣體導引孔20b貫穿基片支撐座20的上表面140和下表面142。

在利用反應室1進行沉積或外延生長III-V族薄膜的工藝處理過程中，反應室1的反應氣體輸送裝置50向反應室1內部通入反應氣體50a、50b，由於排氣裝置8的抽吸、排氣作用，部分反應氣體50a,50b會沿路徑10而流經氣體導引孔20b，並由排氣裝置8排出反應室1。由於多個氣體導引孔20b沿每一基片承載區域20a的外周圍設置，因而，位於每一基片承載區域20a上方的部分反應氣體50a,50b都會沿各自上方的路徑10被導引至流入各自基片承載區域20a外周圍的多個氣體導引孔20b，這樣，與如圖1所示的現有技術中的排氣路徑900、902和904很長不同，本發明的基片支撐座20上形成多個短小的排氣路徑10，減少了MOCVD生產裝置的薄膜生長的速率、品質、厚度均一性受反應氣體運輸過程和路徑的影響，很容易使在基片支撐座20的表面上的所有基片獲得均勻地薄膜沉積，並且由於每一處基片承載區域20a的外周圍設置多個環繞該基片承載區域20a的氣體導引孔20b，因而，沿路徑10流動的反應氣體50a,50b會形成一個包圍該基片承載區域20a的“氣幕”，該“氣幕”將所述多個基片承載區域20a相互分隔開，保證每一個基片承載區域20a內的基片具有相互獨立的、同一的反應環境，最終保證基片支撐座20的表面上的所有基片W均獲得均勻地薄膜沉積。

本發明所提供的基片支撐座尤其適用於具有大尺寸的基片支撐座和/或具有大直徑尺寸的基片的反應室。為了提高產能和薄膜生長設備的吞吐量，MOCVD生產裝置的反應室內的基片支撐座的直徑會變得越來越大，其上面會被放置越來越多的基片，或者，其上面放置的基片的直徑會變得越來越大，這會導致基片支撐座上不同基片上生長的薄膜不均勻的問題。而利用本發明的基片支撐座設置，雖然具有大尺寸的基片支撐座20上容納的基片數量很多，但通過將基片支撐座劃分成若干個基片承載區域，每一個基片承載區域週邊設置多個氣體導引孔或多個氣體導引槽，在工藝處理時，多個氣體導引孔或多個氣體導引槽會導引反應氣體的走向，在每一個基片承載區域的外周圍形成“氣幕”，從而在整個基片支撐座上形成多個相互相對獨立的“子反應區域”，這些“子反應區域”的存在，不僅使得反應氣體的排氣路徑較現有技術大大縮短，而且，也能在基片支撐座上形成多個相互同一、獨立的“子反應區域”，保證每一個基片承載區域內的基片的表面所沉積的薄膜均勻。

應當理解，圖3僅示意性地示出整個基片支撐座20包括8個基片承載區域20a，每一個基片承載區域20a內放置一片基片W，實際上，整個基片支撐座20可以依實際需要設置不同數量的基片承載區域20a，每一個基片承載區域20a內也可以容納2片或更多的基片W。

圖4為本發明的基片支撐座的另一種實施方式，是圖3所示的基片支撐座的一種變形。圖4將圖3中所示的多個氣體導引孔變形為多個氣體導引槽。如圖4所示，基片支撐座22上設置有多個基片承載區域22a，每一個基片承載區域22a內放置一片基片W，在每一個基片承載區域22a的週邊設置多個氣體導引槽22b。與圖3所示類似，通過設置多個氣體導引槽22b環繞多個基片承載區域22a，整個基片支撐座22被分隔成多個相互相對獨立的“子反應區域”。應當理解，圖4僅示意性地示出整個基片支撐座22包括8個基片承載區域22a，每一個基片承載區域22a內放置一片基片W，實際上，整個基片支撐座可以依實際需要設置不同數量的基片承載區域，每一個基片承載區域內也可以容納2片或更多的基片。

應當理解，圖3和圖4中的多個氣體導引孔20b和多個氣體導引孔槽22b也可以變形為多個氣體導引孔和多個氣體導引槽的組合。即，針對某一個基片承載區域而言，其週邊可以同時設置有多個氣體導引孔和多個氣體導引槽。

圖5為本發明的基片支撐座的另一種實施方式，是圖3所示的基片支撐座的一種變形。圖5中的基片支撐座40包括3個基片承載區域40a，每一個基片承載區域40a內容納3片基片W，在每一個基片承載區域40a的週邊設置多個氣體導引孔40b。這樣，整個基片支撐座40被分成3個相互相對獨立的“子反應區域”。應當理解，圖5僅示意性地示出整個基片支撐座40包括3個基片承載區域40a，每一個基片承載區域40a內放置3片基片W，實際上，整個基片支撐座可以依實際需要設置2個或多於3個的基片承載區域，每一個基片承載區域內也可以容納2片或多於3片的基片。

圖6為本發明的基片支撐座的另一種實施方式，是圖5所示的基片支撐座的一種變形。圖6中的基片支撐座80包括多個(圖示中示意為3個)基片承載區域80a，每一個基片承載區域80a內放置3片基片W，在每一個基片承載區域80a的週邊設置多個氣體導引槽80b。這樣，整個基片支撐座80被分成3個相互相對獨立的“子反應區域”。圖示中每一個基片承載區域80a週邊的多個氣體導引槽80b可以如圖示設置成相互斷開的槽，也可以設置成相互連續的環形槽。應當理解，圖6僅示意性地示出整個基片支撐座80包括3個基片承載區域80a，每一個基片承載區域80a內放置3片基片W，實際上，整個基片支撐座80a可以設置更多的基片承載區域，每一個基片承載區域內也可以容納放置2片或更多片基片。

類似地，圖5和圖6中的多個氣體導引孔和多個氣體導引孔槽也可以變形為多個氣體導引孔和多個氣體導引槽的組合。即，針對某一個基片承載區域而言，其週邊可以同時設置有多個氣體導引孔和多個氣體導引槽。

圖7和圖8所示為本發明的基片支撐座的另外兩種實施方式，是圖3所示的基片支撐座的兩種變形。圖7中的基片支撐座60包括多個(圖示中示意為2個)基片承載區域60a1、60a2，基片承載區域60a1內示意性地放置3片基片W，基片承載區域60a2內示意性地放置10片基片，在基片承載區域60a1的週邊設置多個氣體導引孔60b1；在基片承載區域60a2的週邊設置多個氣體導引孔60b2，並且基片承載區域60a1所對應的多個氣體導引孔60b1和第二區域60a2所對應的多個氣體導引孔60b2在基片支撐座60上的分佈呈兩個同心圓關係，相鄰兩個同心圓之間的徑向距離可以容納一片或多片基片(圖示中，僅容納一片基片)。圖8所示基片支撐座是圖7所示的基片支撐座的一種變形。二者不同之處在於，圖7所示的多個氣體導引孔60b1、60b2在圖8中被變形為多個氣體導引槽62b1、62b2。應當理解，圖7和圖8所述氣體導引孔或氣體導引孔也可以變形為多個氣體導引槽和多個氣體導引孔的組合。

依據本發明的精神和實質，本發明進一步提供一種用於III-V族薄膜生長反應室的基片支撐座，所述基片支撐座包括用於放置若干基片的多個基片承載區域以及設置於所述相鄰兩個基片承載區域之間、用於將相鄰兩個基片承載區域相互分隔開的多個氣體導引孔或導引槽，所述多個氣體導引孔或導引槽與所述反應室的一排氣裝置流體連通，在薄膜生長工藝處理過程中，所述反應室的反應氣體流經所述多個氣體導引孔或導引槽，並由所述排氣裝置排出所述反應室，當反應氣體流經所述氣體導引孔或導引槽時，所述多個基片承載區域被所述反應氣體相互分隔開。

應當理解，作為一種實施方式，所述多個氣體導引孔或導引槽中的至少部分可以為所述多個基片承載區域中的兩個所共用。例如，圖7中所示的多個氣體導引孔60b1可以為相鄰的兩個基片承載區域60a1和60a2所共用。

根據上述發明精神和實質，圖9和圖10提供了本發明基片支撐座的另外兩種實施方式。圖9中，整個基片支撐座82被多個氣體導引孔82b分隔成多個(圖示為3個)基片承載區域82a，每一個基片承載區域82a內可以容納多片(圖示為3片)基片。類似前述實施方式，基片支撐座82上也可以形成多個(圖示為3個)相互相對獨立的“子反應區域”，從而有利於在整個基片支撐座82形成均勻的薄膜生長。作為一種示意性的實施方式，圖9中的多個氣體導引孔82b在基片支撐座82上的分佈成3條直線，並且相互間形成夾角120度。應當理解，依實際需要，整個基片支撐座82可以被分隔成更多的基片承載區域82a，多個氣體導引孔82b的分佈也不限於直線形，例如，可以是曲線形、圓弧形、或如棋盤的分格線。

圖10所示是圖9所示的變形，圖10所示的基片支撐座90上與圖9所示的不同之處在於，圖9中的氣體導引孔82b在圖10中變形為氣體導引槽90b，並且3條氣體導引槽90b是相互不連通的。當然，作為另外一種實施方式，也可以使圖10所示的3條氣體導引槽相互連通。

同理，圖9、圖10中所示的多個氣體導引孔或導引槽中的至少部分可以為所述多個基片承載區域中的兩個所共用。例如，圖10中所示的導引槽90b可以為相鄰的兩個基片承載區域90a所共用。

圖11所示是圖7所示實施方式的變形。在圖11中，基片支撐座92上設置有兩個基片承載區域92a1、92a2。在基片承載區域92a1、92a2之間設置有若干氣體導引孔92b。圖11所示的基片支撐座92上與圖7所示的不同之處在於，圖11中的基片支撐座92的邊緣沒有設置若干氣體導引孔。因為，在基片支撐座92的邊緣，氣流會沿該邊緣周圍流至基片支撐座92下方，再被排氣裝置排出反應室，因而，圖7中所示的若干氣體導引孔60b2可以被省略。

圖12所示是根據本發明的精神所提供的另外一種實施方式。在圖12中，基片支撐座94上每一片放置基片W的地方都是一個基片承載區域94a。在相鄰的基片承載區域之間的區域分佈地設置有若干個氣體導引孔94b。這種設置，可以在基片支撐座94的表面上最大限度地放置盡可能多的基片並且利用本發明的設置。

應當理解，前述基片承載區域的周邊可以均勻地分佈設置有所述多個氣體導引孔或導引槽；或者，前述基片承載區域的周邊也可以不均勻地分佈設置有所述多個氣體導引孔或導引槽。

應當理解，前述多個氣體導引孔的直徑大小可以相同或不相同；前述多個氣體導引槽的寬度大小可以相同或不相同。

本發明進一步提供了一種在基片上生長III-V族薄膜的反應室，所述反應室內包括前述基片支撐座。本發明所述的基片支撐座及使用該基片支撐座的反應室適用於生長各類III-V族薄膜，所涉及的工藝反應包括金屬有機化合物化學氣相沉積(MOCVD)、金屬有機化合物化學氣相外延(MOVPE)、氫化物氣相外延(HVPE)等。

如圖2所示的反應室1即為本發明提供的在基片上生長III-V族薄膜的反應室的一種實施方式。在工藝處理過程中，基片支撐座20可以保持靜止不動。或者，為了實現更佳的薄膜沉積效果，在工藝處理過程中，基片支撐座20還可以以一定的轉速保持旋轉(如箭頭24所表示)，該旋轉可以通過一與基片支撐座20相連接的轉軸5及旋轉機構7來實現。可選擇地，基片支撐座20還可以與一升降機構(未圖示)相連接，基片支撐座20在反應室1內的上下高度可以調整。

如前所述，本發明提供的反應室可以為一立式反應室，所述反應氣體從所述基片支撐座的上方豎直流向所述基片支撐座的上表面；其也可以為一水準式反應室，所述反應氣體從所述基片支撐座的上方平行流經所述基片支撐座的上表面。

依據本發明的發明精神和實質，本發明還提供一種在基片上生長III-V族薄膜的工藝處理方法，包括：

(a)　提供一反應室，所述反應室包括反應氣體輸送裝置、基片支撐座、排氣裝置，所述基片支撐座上被分隔有多個基片承載區域以及設置於所述相鄰兩個基片承載區域之間、用於將相鄰兩個基片承載區域相互分隔開的多個氣體導引孔或導引槽，所述多個氣體導引孔或導引槽與所述反應室的一排氣裝置流體連通；

(b)　對所述基片進行薄膜生長工藝處理，在所述工藝處理過程中，所述反應氣體輸送裝置提供的反應氣體流經所述多個氣體導引孔或導引槽，並由所述排氣裝置排出所述反應室，當反應氣體流經所述氣體導引孔或導引槽時，所述多個基片承載區域被所述反應氣體相互分隔開。

需要說明的是，上文中提及的各種模組/元件/裝置/系統的具體結構細節、材料、功能細節均在現有技術中有成熟的支援，為簡明起見，在此不再贅述。

以上對本發明的各個實施例進行了詳細說明。需要說明的是，上述實施例僅是示範性的，而非對本發明的限制。任何不背離本發明的精神的技術方案均應落入本發明的保護範圍之內。此外，不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求；“包括”一詞不排除其他權利要求或說明書中未列出的裝置或步驟；“第一”、“第二”等詞語僅用來表示名稱，而並不表示任何特定的順序。

1．．．反應室

20．．．基片支撐座

50．．．反應氣體輸送裝置

50a、50b．．．反應氣體

16．．．冷卻裝置或溫度控制裝置

6．．．反應室側壁

2．．．加熱裝置

5．．．轉軸

7．．．旋轉機構

8．．．排氣裝置

140．．．上表面

142．．．下表面

20a．．．基片承載區域

20b．．．氣體導引孔

10．．．路徑

900、902、904．．．排氣路徑

22．．．基片支撐座

22a．．．基片承載區域

22b．．．氣體導引槽

20b．．．氣體導引孔

40．．．基片支撐座

40a．．．基片承載區域

40b．．．氣體導引孔

80．．．基片支撐座

80a．．．基片承載區域

80b．．．氣體導引槽

60．．．基片支撐座

60a1、60a2．．．基片承載區域

60b1．．．氣體導引孔

60b2．．．氣體導引孔

62b1、62b2．．．氣體導引槽

82．．．基片支撐座

82b．．．氣體導引孔

82a．．．基片承載區域

90．．．基片支撐座

90b．．．氣體導引槽

90a．．．承載區域

92．．．基片支撐座

92a1、92a2．．．基片承載區域

92b．．．氣體導引孔

94．．．基片支撐座

94a．．．基片承載區域

94b．．．氣體導引孔

W．．．基片

圖1為現有技術一種適用於MOCVD工藝生產的反應室600；

圖2為根據本發明的一個具體實施例所提供的一種在基片上生長III-V族薄膜的反應室1及其基片支撐座20；

圖3為圖2所示基片支撐座20的立體示意圖，其中沿剖面線I-I所得截面圖即為圖2所示的基片支撐座20；

圖4至圖12為根據本發明的不同的具體實施例所提供的基片支撐座的不同實施方式。

其中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的裝置(模組)。

90．．．基片支撐座

90a．．．承載區域

90b．．．氣體導引槽

W．．．基片

Claims

一種用於III-V族薄膜生長反應室的基片支撐座，其特徵在於：所述基片支撐座包括用於放置若干基片的一個或多個基片承載區域以及圍繞所述基片承載區域設置的多個氣體導引孔或導引槽，所述多個氣體導引孔或導引槽與所述反應室的一排氣裝置流體連通，在薄膜生長工藝處理過程中，所述反應室的反應氣體流經所述多個氣體導引孔或導引槽，並由所述排氣裝置排出所述反應室。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述每一基片承載區域內僅放置一片基片。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述每一基片承載區域內放置至少兩片基片。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述多個氣體導引孔或導引槽在所述基片支撐座上的分佈呈至少兩個同心圓關係，相鄰兩個同心圓之間的徑向距離可以容納一片或多片基片。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述基片支撐座與一旋轉機構連接，在基片工藝處理的過程中，所述基片支撐座保持旋轉。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述基片支撐座在基片工藝處理的過程中保持靜止。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述基片支撐座與一升降機構相連接，其上下的高度可以調整。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述多個氣體導引孔的直徑大小相同。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述多個氣體導引孔的直徑大小不相同。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述多個氣體導引槽的寬度大小相同。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述多個氣體導引槽的寬度大小不相同。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述多個基片承載區域均勻地分佈於所述基片支撐座的上表面。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述基片承載區域的周邊均勻地分佈設置有所述多個氣體導引孔或導引槽。
如申請專利範圍第1項所述的基片支撐座，其中，所述多個氣體導引孔或導引槽中的至少部分為所述多個基片承載區域中的兩個所共用。
一種用於III-V族薄膜生長反應室的基片支撐座，其中，所述基片支撐座上包括用於放置若干基片的多個基片承載區域以及設置於所述相鄰兩個基片承載區域之間、用於將相鄰兩個基片承載區域相互分隔開的多個氣體導引孔或導引槽，所述多個氣體導引孔或導引槽與所述反應室的一排氣裝置流體連通，在薄膜生長工藝處理過程中，所述反應室的反應氣體流經所述多個氣體導引孔或導引槽，並由所述排氣裝置排出所述反應室。
如申請專利範圍第15項所述的基片支撐座，其中，所述多個氣體導引孔或導引槽中的至少部分為所述多個基片承載區域中的兩個所共用。
一種III-V族薄膜生長反應室，其中，所述反應室包括如權利要求1至16項中任一項所述的基片支撐座。
如申請專利範圍第17項所述的反應室，其中，所述反應室為一立式反應室，所述反應氣體從所述基片支撐座的上方豎直流向所述基片支撐座的上表面。
如申請專利範圍第17項所述的反應室，其中，所述反應室為一水準式反應室，所述反應氣體從所述基片支撐座的上方平行流經所述基片支撐座的上表面。
一種在基片上生長III-V族薄膜的工藝處理方法，包括：(a)提供一反應室，所述反應室包括反應氣體輸送裝置、基片支撐座、排氣裝置，所述基片支撐座上被分隔有多個基片承載區域以及設置於所述相鄰兩個基片承載區域之間、用於將相鄰兩個基片承載區域相互分隔開的多個氣體導引孔或導引槽，所述多個氣體導引孔或導引槽與所述反應室的一排氣裝置流體連通；(b)對所述基片進行薄膜生長工藝處理，在所述工藝處理過程中，所述反應氣體輸送裝置提供的反應氣體流經所述多個氣體導引孔或導引槽，並由所述排氣裝置排出所述反應室，當反應氣體流經所述氣體導引孔或導引槽時，所述多個基片承載區域被所述反應氣體相互分隔開。