TWI470672B - 用於鹵化物氣相磊晶系統之直接液體注入及方法 - Google Patents

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Description

用於鹵化物氣相磊晶系統之直接液體注入及方法
一般而言，本發明之實施例係關於將材料沉積在底材上之系統及製作和使用此等系統之方法。具體而言，本發明之實施例係關於使用化學氣相沉積(CVD)之方法及系統，此等系統及方法可用於沉積諸如III-V族半導體材料之化合物半導體材料。
化學氣相沉積(CVD)為一種用於將固態材料沉積在底材上之化學製程，普遍使用於半導體元件之製造。在化學氣相沉積製程中，一底材被曝露在一種或多種試劑氣體下，該些試劑氣體會進行反應、分解，或既反應又分解，致使一種固體材料沉積在底材表面上。
在本發明所屬技術領域中，有一種特定類型之CVD製程，稱為氣相磊晶(VPE)。在氣相磊晶製程中，一底材在一反應腔內曝露於一種或多種試劑蒸汽下，該些試劑氣體會進行反應、分解，或既反應又分解，致使一種固態材料磊晶沉積在該底材之表面上。氣相磊晶製程經常用於沉積III-V族半導體材料。在一氣相磊晶製程中，當該些試劑蒸汽其中之一包含鹵化物蒸汽時，該製程可稱為鹵化物氣相磊晶(HVPE)製程。
鹵化物氣相磊晶製程常用於形成III-V族半導體材料，像是氮化鎵(GaN)。在此等製程中，底材上之GaN磊晶生長係因氯化鎵(GaCl)與氨氣(NH3 )間之氣相反應所致，而該氣相反應是在增溫至介於大約500℃及大約1,000℃間之一反應腔內進行。NH3 可由一標準之氨氣來源供應。
在一些方法中，GaCl蒸汽的提供方式是讓氯化氫(HCl)氣體(可由一標準之HCl氣來源供應)通過受熱之液態鎵上方，以在反應腔內原地 形成GaCl。液態鎵可以加熱至介於大約750℃及大約850℃間之溫度。GaCl及NH3 可被導向諸如半導體材料晶圓等一受熱底材之表面，例如其上方。2001年1月30日核發予Solomon等人之美國專利6,179,913號揭露了用於此等系統及方法之一種氣體注入系統，該專利之完整揭露茲以此述及方式納入本說明書。
此外，也已有人開發出使用前驅物GaCl3 外部來源之其他方法及系統，將前驅物GaCl3 直接注入反應腔。此等方法及系統之範例揭示於，舉例而言，2009年9月10日以Arena等人之名公開之美國專利申請公開案號US 2009/0223442 A1，其完整揭露茲以此述及方式納入本說明書。
習知之沉積系統係採用質量流量(mass flow)控制器計量及控制呈氣體或蒸汽狀態之製程氣體流入反應腔之流量。
本概要旨在以簡要形式介紹一系列概念，此等概念將在本發明之示範性實施例中進一步詳述。本概要之用意並非指出所主張專利標的之主要特點或基本特點，亦非用於限制所主張專利標的之範圍。
在一些實施例中，本發明包含將化合物半導體材料沉積在一個或多個底材上之方法。舉例而言，此等方法可包含計量及控制一前驅物液體從其來源流入一汽化器之流率。該前驅物液體可包含液態之GaCl3 、InCl3 、AlCl3 至少其中之一。該前驅物液體可在該汽化器內加以汽化以形成一第一前驅 物蒸汽。使該第一前驅物蒸汽從該汽化器流出，並流至一反應腔內鄰近一工件底材表面之一區域。使一第二前驅物蒸汽以與該第一前驅物蒸汽分開之方式流入該反應腔。一化合物半導體材料便可在該反應腔內沉積於該工件底材之表面上。該化合物半導體材料可包含來自該第一前驅物蒸汽之至少一種元素及來自該第二前驅物蒸汽之至少一種元素。
在其他實施例中，本發明包含可用於實施本說明書所揭露方法之鹵化物氣相磊晶系統。舉例而言，一鹵化物氣相磊晶系統可包含一反應腔、至少一種前驅物液體之一來源，及一汽化器，該汽化器被組構成將該前驅物液體汽化以形成一前驅物蒸汽，該前驅物蒸汽會被輸送至該反應腔內鄰近一底材支撐結構之一位置。該前驅物液體可包含液態之GaCl3 、InCl3 、AlCl3 至少其中之一。至少一個導管可在該前驅物液體之來源及該汽化器間提供一流體路徑。該系統可以更包含兩個裝置，一個被組構成計量該前驅物液體流經該至少一個導管之流率，另一個被組構成控制該前驅物液體流經該至少一個導管之流率。
本說明書所提出之說明並非對於任何特定系統、元件或裝置之實際意見，而僅是用於描述本發明實施例之理想化陳述。
在本說明書中，「III-V族半導體材料」係指並包含至少主要包括元素週期表中一種或多種IIIA族元素(硼、鋁、鎵、銦、鈦)與一種或多種VA族元素(氮、磷、砷、銻、鉍)之任何半導體材料。舉例而言，III-V族半導體材料包括，但不限於，氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、氮化銦(InN)、磷化銦(InP)、砷化銦(InAs)、氮化鋁(AlN)、磷化鋁(AlP)、砷化 鋁(AlAs)、氮化銦鎵(InGaN)、磷化銦鎵(InGaP)、氮磷化銦鎵(InGaNP)等等。
近來已發展出改良之氣體注入器供採用前驅物GaCl3 外部來源之方法及系統使用，以將前驅物GaCl3 注入反應腔，此等方法及系統如前述美國專利申請公開案號US 2009/0223442 A1所揭露者。此等氣體注入器之範例則揭露於，舉例而言，2009年3月3日以Arena等人之名提出之美國專利申請案號61/157,112內，該專利申請案之完整揭露茲以此述及方式納入本說明書。在本說明書中，「氣體」一詞包括氣體(不具獨立形狀或體積之流體)及蒸汽(有擴散之液態或固態物質懸浮其中之氣體)，且「氣體」及「蒸汽」兩詞在本說明書中作同義詞使用。
本發明實施例所包含及使用之沉積系統係被組構成實施鹵化物氣相磊晶沉積製程，在該些系統中，一種或多種前驅物質流入反應腔之流量係先在液態下受到計量及/或控制，然後才被汽化以形成供沉積製程使用之一種或多種前驅物蒸汽。
圖1A概要呈現此種沉積系統10之一範例。該沉積系統10可包含一CVD系統，亦可包含一VPE沉積系統(例如一HVPE沉積系統)。該沉積系統10包含一反應腔12，在該反應腔中一材料(例如半導體材料)可沉積於一工件底材16上。一底材支撐結構(未顯示於圖1A)可設置在該反應腔12內，以支撐其上將有材料沉積之工件底材16。該沉積系統10更包含一前驅物液體23之一來源22。該前驅物液體23包含一種物質，該物質所含元素將納入待沉積在該工件底材16上之材料中。該前驅物液體23之來源22可以包含，舉例而言，有該前驅物液體23置於其中之一容器24。
作為非限制性之一範例，待沉積在該工件底材16上之材料可以包含一 種III-V族半導體材料，例如GaN、InN、AlN及其合金和混合物其中一個或多個。因此，該前驅物液體23可以包括一種或多種物質，其含有至少一種III族元素，例如液態之GaCl3 、InCl3 、AlCl3 其中一個或多個。該沉積系統10可包含其他前驅物物質之來源(未顯示於圖1A)。舉例而言，該沉積系統10可包括含氮之一種前驅物蒸汽(例如氨)之來源，由於氮為V族元素，其與III族元素結合後，可以在該反應腔12內之工件底材16上形成一種III-V族氮化物材料。
作為非限制性之一特定實施例，該前驅物液體23可以包含液體GaCl3 。GaCl3 在大氣壓力及介於大約83℃及大約120℃間之溫度下為液體，且在較高壓力及高達大約150℃之溫度下仍可為液體。因此，在該前驅物液體23包含液體GaCl3 之實施例中，可以使用一個或多個加熱元件40使該前驅物液體23之來源22維持在大約83℃至大約150℃範圍內之溫度下。
如圖1A所示，可以利用一加壓氣體使該容器24內之前驅物液體23受到加壓，以在該容器24內之前驅物液體23上方產生一空間體積25。一個或多個流量控制閥26可用於控制該加壓氣體進入該容器24之流量，從而控制該前驅物液體23之壓力。
該沉積系統10更包含一汽化器27，其被組構成將該前驅物液體23汽化以形成一前驅物蒸汽，該前驅物蒸汽將被運送至該反應腔12內鄰近該工件底材16(及有該工件底材16設置其上之底材支撐結構)之一位置。
該汽化器27可包含用於加熱該汽化器27內前驅物液體23之一個或多個加熱元件，以從該前驅物液體23形成一前驅物蒸汽。作為選項，該汽化器27亦可包含物理裝置以協助該汽化器27中該前驅物液體23之汽化。舉 例而言，該汽化器27可賦予該前驅物液體23超音波振動，以促進該汽化器27中該前驅物液體23之汽化。在其他實施例中，該汽化器27可包含一霧化器或噴霧器，其被組構成將該汽化器27內之前驅物液體23散布成微細之液滴。舉例而言，一霧化氣體之來源36可用於向該汽化器27供應經過加壓之霧化氣體，經過加壓之霧化氣體在該汽化器27中可用於將該前驅物液體23散布成微細液滴。該霧化氣體可包含一種載體氣體，像是氦(He)、氮(N2 )、氫(H2 )、氬(Ar)等等，在一些實施例中，該載體氣體可以為惰性氣體。作為範例，該沉積系統10中該汽化器27所用之汽化器，可自美國賓夕法尼亞州哈特菲爾德(Hatfield,PA)之Brooks Instrument公司購得。
一導管28在該前驅物液體23之來源22及該汽化器27間提供了一流體路徑。一個或多個閥門29可用於選擇性地允許及限制該前驅物液體23流過該導管28。
繼續參照圖1A，該沉積系統10更包含一計量裝置30及一流量控制裝置32，該計量裝置30被組構成在該前驅物液體23於其來源22及該汽化器27間流動時，測量該前驅物液體23流經該導管28之流率，該流量控制裝置32被組構成控制該前驅物液體23流經該導管28之流率。該計量裝置30及該流量控制裝置32可包含在一電腦控制系統34控制下操作之機電裝置。舉例而言，該電腦控制系統34可被組構成使該前驅物液體23在一理想範圍內流經該導管28，以將前驅物物質以所需之質量流量提供至該反應腔12中。為使流率維持在理想範圍內，該電腦控制系統34可利用該計量裝置30測量該前驅物液體23流經該導管28之流量，且對從該計量裝置30 收到之測量值有反應，該電腦控制系統34並可根據所收到之測量值，視情況需要選擇性地調整該前驅物液體23流經該導管28之流量。
在一些實施例中，該計量裝置30及該流量控制裝置32可整合為單一裝置。在其他實施例中，該計量裝置30及該流量控制裝置32可為彼此分開之不同裝置。作為範例，該計量裝置30及該流量控制裝置32所用之計量裝置及流量控制裝置，可自美國賓夕法尼亞州哈特菲爾德之Brooks Instrument公司購得。
該前驅物液體23可在介於大約83℃及大約150℃間之溫度下進入該汽化器27。如前所述，該汽化器27會將該前驅物液體23汽化以形成一前驅物蒸汽。該前驅物蒸汽可在介於大約120℃及大約900℃間之溫度下離開該汽化器27。在一些實施例中，該前驅物蒸汽可以在至少大約150℃之溫度下離開該汽化器27、在至少大約400℃之溫度下離開該汽化器27，或甚至在高達大約900℃之溫度下離開該汽化器27。在一些實施例中，於該前驅物蒸汽離開該汽化器27後及到達該工件底材16前，可以使用一前驅氣體爐對該前驅物蒸汽進一步加熱，相關細節將於下文討論。
在該前驅物液體23之來源22與該汽化器27間，可利用額外之加熱元件(未顯示)加熱該導管28之一個或多個區段，以使該前驅物液體23之溫度在到達該汽化器27前，均維持在介於大約83℃及大約150℃間。不僅如此，當該前驅物液體23從該來源22流向該汽化器27時，最好避免該前驅物液體23之溫度降低。為此，可以沿著該導管28提供加熱元件，以在該前驅物液體23從該來源22流向該汽化器27時，增加該前驅物液體23之溫度(以漸進持續方式增溫或以分段方式增溫皆可)。
如圖1A所示，在一些實施例中，該汽化器27可設置在該反應腔12外面。但在其他實施例中，該汽化器27可至少有局部設置在該反應腔12內。舉例而言，圖1B呈現另一沉積系統50，其實質上與圖1A之沉積系統10類似，但在該沉積系統50中，該汽化器27有局部設置在該反應腔12內。在進一步之實施例中，該汽化器27可完全設置在該反應腔12內。在該汽化器27至少有局部設置在該反應腔12內之實施例中，製作該汽化器27所用之材料能夠耐受該反應腔12內溫度及化學環境。
圖2為一剖面透視圖，其呈現與圖1A示意圖相符之一示範性沉積系統100之元件。該沉積系統100包含一反應腔102。該反應腔102可由一頂壁104、一底壁106及一個或多個側壁界定。該些側壁之一個或多個可由該沉積系統100中次組件之一個或多個元件界定。舉例而言，一第一側壁108A可包含一氣體注入歧管110之一個元件，該氣體注入歧管110係用於將一種或多種製程氣體注入該反應腔102，而一第二側壁108B可包含一排氣與裝載次組件112之一個元件，該排氣與裝載次組件112係用於將製程氣體排出該反應腔102，以及將底材載入該反應腔102及將底材從該反應腔102卸載出來。
在一些實施例中，該反應腔102可以具有伸長矩形棱柱之幾何形狀，如圖2所示。在一些此等實施例中，該氣體注入歧管110可位於該反應腔102之一第一端，而該排氣與裝載次組件112可位於該反應腔102之相反第二端。在其他實施例中，該反應腔102可具有其他幾何形狀。
該沉積系統100包括一底材支撐結構114(例如一基座)，其被組構成支撐一個或多個工件底材116，以在該沉積系統100內將半導體材料以沉積 或其他方式提供於該些工件底材116上。舉例而言，該些工件底材116可包含晶粒或晶圓。該沉積系統100更包括加熱元件118，其可用於挑選性地加熱該反應腔102，以在沉積製程中使該反應腔102內之平均溫度控制在理想之增溫範圍內。該些加熱元件118可包含，舉例而言，電阻式加熱元件或輻射式加熱元件(例如加熱燈具)。
如圖2所示，該底材支撐結構114可耦合至一主軸119，該主軸119可被耦合(例如直接之結構性耦合、磁性耦合等)至一驅動裝置(圖中未顯示)，像是一電氣馬達，其被組構成用於驅動該主軸119之旋轉，從而使該反應腔102內之底材支撐結構114旋轉。
在一些實施例中，該頂壁104、該底壁106、該底材支撐結構114、該主軸119及該反應腔102內其他元件當中的一個或多個可至少實質上包含一種耐火陶瓷材料，像是陶瓷氧化物(例如二氧化矽(石英)、氧化鋁、氧化鋯等等)、碳化物(例如碳化矽、碳化硼等等)或氮化物(例如氮化矽、氮化硼等等)。作為非限制性之一範例，該頂壁104、該底壁106、該底材支撐結構114及該主軸119可包含透明石英，以容許該些加熱元件118所輻射之熱能通過並加熱該反應腔102內之製程氣體。
該沉積系統100更包括一氣體流動系統，以使諸如該汽化器27所產生之前驅物蒸汽(圖1A)等製程氣體流過該反應腔102。舉例而言，該沉積系統100可包含至少一個氣體注入歧管110，以在一第一位置103A將一種或多種製程氣體注入該反應腔102，以及一真空裝置113，以使該一種或多種製程氣體從該第一位置103A通過該反應腔102被抽取至一第二位置103B，並在該第二位置103B將該一種或多種製程氣體從該反應腔102排 空。該氣體注入歧管110可包含連接器，其被組構成與攜帶一種或多種製程氣體之導管耦合。
繼續參考圖2，該沉積系統100可包括五個氣體流入導管120A~120E，其分別從各自之製程氣體來源122A~122E將氣體攜至該氣體注入歧管110。該些氣體流入導管120A~120E其中之一可包含圖1A之導管28，且該些氣體來源122A~122E其中之一可包含圖1A之前驅物液體23之來源22及圖1A之汽化器27。作為選項，可以使用氣閥(121A~121E)挑選性地分別控制氣體流經該些氣體流入導管120A~120E之流量。
如前所述，前驅氣體(例如GaCl3 )蒸汽進入該反應腔102之通量(flux)可經由下述方式加以控制：先計量及控制呈液態之該前驅物液體23之流量，再將該前驅物液體23汽化以形成流入該反應腔102之前驅物蒸汽，如此便可提供先前已知系統所沒有之某些優點，因為在該些系統中，前驅氣體(例如GaCl3 )蒸汽進入該反應腔102之通量係經由計量及控制該前驅物蒸汽本身之方式加以控制。
在其他實施例中，該沉積系統100可包括少於五個(例如一個到四個)之氣體流入導管及各自之氣體來源，或者，該沉積系統100可包括多於五個(例如六個、七個等等)之氣體流入導管及各自之氣體來源。
圖3為一透視圖，其呈現該氣體注入歧管110之一外部表面。如圖3所示，該氣體注入歧管110可包含多個連接器117，該些連接器117被組構成連接至該些氣體流入導管120A~120E(圖2)。在一些實施例中，該氣體注入歧管110可包含該些連接器117之多個列115A~115E。該些列115A~115E中的每一列皆可被組構成將各自之製程氣體注入該反應腔102(圖 2)。舉例而言，底部第一列115A之連接器117可用於將一種沖淨氣體注入該反應腔102，第二列115B之連接器117可用於將一種前驅氣體(例如GaCl3 )注入該反應腔102，第三列115C之連接器117可用於將另一種前驅氣體(例如NH3 )注入該反應腔102，第四列115D之連接器117可用於將另一種製程氣體(例如SiH4 )注入該反應腔102，而頂部第五列115E之連接器117可用於將一種沖淨氣體或載體氣體(例如N2 )注入該反應腔102。該些連接器117可區分為不同區119A~119C之連接器117，每一區119A~119C皆包括來自每一列115A~115E的連接器117。每一區119A~119C之連接器117可用於將製程氣體運送至該反應腔102內不同區域，從而讓不同之製程氣體組成及/或濃度被引入該反應腔102內該些工件底材116上方之不同區域。
再參照圖2，該排氣與裝載次組件112可包含一真空腔184，流經該反應腔102之氣體會受到該真空腔184中之真空抽取並從該反應腔102排出。該真空腔184內之真空係由該真空裝置113產生。如圖2所示，該真空腔184可位於該反應腔102下方。
該排氣與裝載次組件112可更包含一沖淨氣體簾裝置186，其被組構及定向成提供大致為平面簾幕之一流動沖淨氣體，該流動沖淨氣體從該沖淨氣體簾裝置186流出並流進該真空腔184。該排氣與裝載次組件112亦可包括一進出門188，其可挑選性地開啟以從該底材支撐結構114裝載及/或卸載該些工件底材116，並可挑選性地關閉以使用該沉積系統100處理該些工件底材116。在一些實施例中，該進出門188可包含至少一個板體，其被組構成在閉合之一第一位置與開啟之一第二位置間移動。當該進出門188之 板體處於閉合之第一位置時，該反應腔102至少實質上為封閉，且無法經由該進出門188接觸到該底材支撐結構114。當該進出門188之板體處於開啟之第二位置時，則可經由該進出門188接觸到該底材支撐結構114。
該沖淨氣體簾裝置186所發散出之沖淨氣體簾可減少或防止在該進出門188之板體上發生不必要之沉積(例如寄生沉積)。
氣體副產物、載體氣體及任何過量之前驅氣體可經由該排氣與裝載次組件112從該反應腔102排出。
該進出門188所在之處可遠離一種或多種製程氣體注入該反應腔102之第一位置103A。在一些實施例中，該第一位置103A可設置在該底材支撐結構114之一第一側，而該第二位置103B，即製程氣體經由該真空裝置113從該反應腔102排出之位置，則可設置在該底材支撐結構114之相反第二側，如圖2所示。此外，製程氣體從該反應腔102排出之第二位置103B可設置在該底材支撐結構114及該進出門188之間。如前所述，該沖淨氣體簾裝置186可被組構成形成一流動沖淨氣體簾，使之在該沖淨氣體注入裝置與該真空裝置113間流動。該流動沖淨氣體簾可設置在該工件支撐結構114與該進出門188之間，以形成將該些工件底材116與該進出門188隔開之流動沖淨氣體障壁。此種流動沖淨氣體障壁可在該進出門188閉合時減少或防止該進出門188上之寄生沉積。
如前所述，在一些實施例中，該沉積系統100可包括至少一個前驅氣體爐130，其被組構成提高一前驅氣體之溫度，像是該汽化器27所產生之前驅氣體(圖1A)。在一些實施例中，該前驅氣體爐130可設置在該反應腔102內。該前驅氣體爐130可被組構成用於加熱前驅氣體，並將該反應 腔102內之前驅氣體從該氣體注入歧管110運送至鄰近該底材支撐結構114之一位置。
圖4為圖2中前驅氣體爐130之側截面圖。圖4中實施例之前驅氣體爐130包含五個大致為板狀之結構132A~132E，該些板狀結構彼此附著在一起，且其尺寸及組構定義出一個或多個前驅氣體流動路徑，該些流動路徑在該些大致為板狀之結構132A~132E間所定義出之腔室中穿過該氣體爐130。舉例而言，該些大致為板狀之結構132A~132E可包含透明石英，以容許該些加熱元件118(圖2)所輻射出之熱能穿過該些板狀結構132A~132E並加熱該氣體爐130內之一個或多個前驅氣體。
如圖4所示，該第一板狀結構132A及該第二板狀結構132B可耦合在一起而在兩者間定義出一腔體134。該第一板狀結構132A上之多個組成脊狀凸起136可將該腔體134再分割為一個或多個流動路徑，前述流動路徑從進入該腔體134之一入口138延伸至離開該腔體134之一出口140。
圖5為該第一板狀結構132A之俯視圖，其呈現出該第一板狀結構132A上之脊狀凸起136，以及該些凸起在該腔體134內所定義出之流動路徑(圖4)。如圖5所示，該些凸起136定義出穿過該氣體爐130(圖4)，具有盤繞組構之流動路徑之區段。該些凸起136可包含交替排列之壁體，該些壁體在該些凸起136之側端以及中央具有貫穿該些壁體之隙縫139，如圖5所示。故在此組構中，氣體可如圖5所示，從接近該腔體134之中央區域處進入該腔體134，向外朝該氣體爐130之側邊流動，在其中一個凸起136之側端穿過隙縫139，往回朝該腔體134之中央區域流去，然後在另一凸起136之中央穿過另一隙縫139。此一流動型態會重複，直到該些氣體從該入 口138以盤繞方式在該腔體134內來回流動後到達該第一板狀結構132A之相反另一側為止。
藉由造成一個或多個前驅氣體流經穿過該氣體爐130之流動路徑之此一區段，該一個或多個前驅氣體在該氣體爐130內之滯留時間因而得以選擇性地增加。
再參照圖4，通向該腔體134之入口138，舉例而言，可由一管狀構件142所界定。該些氣體流入導管120A~120E其中之一，例如該氣體流入導管120A，可延伸至該管狀構件142並與其耦合，如圖4所示。一密封構件144，例如聚合物O型環，可用於在該氣體流入導管120A及該管狀構件142間形成氣密之封口。舉例而言，該管狀構件142可包含不透明石英材料，以防止該密封構件144因該些加熱元件118所發散出之熱能而受熱增溫，造成該密封構件144劣化。此外，利用冷卻流體流過該些冷卻導管111冷卻該氣體注入歧管110(圖2)可防止過度加熱並避免導致該密封構件144之劣化。當該氣體流入導管(例如氣體流入導管120A)包含一種金屬或金屬合金(例如鋼)且該管狀構件142包含諸如石英之一種耐火材料時，將該密封構件144之溫度維持在大約200℃以下，便可利用該密封構件144在該些氣體流入導管120A~120E其中之一與該管狀構件142間維持充分之密封。該管狀構件142及該第一板狀結構132A可接合在一起以形成單一且整合之石英體。
如圖4所示，該些板狀結構132A、132B可包含輔助密封部分147A、147B(例如一脊部及相對應之一凹槽)，該些輔助密封部分沿著該些板狀結構132A、132B之外圍延展，並至少實質上將該些板狀結構132A、132B間 之腔體134密封住。這樣，該腔體134內之氣體便無法從側向流出該腔體134，而會被迫經由該腔體134流過該出口140。
作為選項，該些凸起136可被組構成具有一高度，該高度稍微小於該些凸起136所在之第一板狀結構132A之表面152與該第二板狀結構132B之相對表面154間之距離。這樣，在該些凸起136及該第二板狀結構132B之表面154間便會有一小間隙。雖然少量氣體可能會經由這些間隙漏出，但是此少量漏出不會對前驅氣體分子在該腔體134內之平均滯留時間有不利影響。以此方式組構該些凸起136，在形成該些板狀結構132A、132B之製程中因公差所造成該些凸起136之高度差異便有解釋依據，這樣，即使所製作之該些凸起136偶然高度過高，也不至於影響該些輔助密封部分147A、147B在該些板狀結構132A、132B間形成之充分密封。
如圖4所示，該些板狀結構132A、132B間之腔體134之出口140會通向該第三板狀結構132C及該第四板狀結構132D間之一腔體150之入口148。該腔體150可被組構成讓其中之氣體以大致為線性之方式從該入口148流向該腔體150之出口156。舉例而言，該腔體150所具有之截面形狀可以大致為長方形並在該入口148與該出口156間有一致之尺寸。這樣，該腔體150便可被組構成使氣體以層流而非紊流之方式流動。
該些板狀結構132C、132D可包括輔助密封部分158A、158B(例如一脊部及對應之一凹槽)，該些輔助密封部分158A、158B沿著該些板狀結構132C、132D之外圍延展，並至少實質上將介於該些板狀結構132C、132D間之腔體150密封住。這樣，該腔體150內之氣體便無法從側向流出該腔體150，而會被迫經由該腔體150流過該出口156。
該出口156可包含諸如一細長之隙縫(例如一狹縫)，其在靠近該板狀結構132D相反於該入口148之一端穿過該板狀結構132D。
繼續參考圖4，該些板狀結構132C、132D間之腔體150之出口156會通向該第四板狀結構132D與該第五板狀結構132E間之一腔體162之入口160。該腔體162可被組構成讓其中之氣體以大致為線性之方式從該入口160流向該腔體162之出口164。舉例而言，該腔體162所具有之截面形狀可以大致為長方形並在該入口160與該出口164間有一致之尺寸。這樣，該腔體162便可被組構成使氣體以層流而非紊流之方式流動，如前文參照該腔體150所述。
該些板狀結構132D、132E可包括輔助密封部分166A、166B(例如一脊部及對應之一凹槽)，該些輔助密封部分沿著該些板狀結構132D、132E之外圍延展，除該些板狀結構132D、132E之一側外，該些輔助密封部分將該些板狀結構132D、132E間之腔體162都密封住。介於該些板狀結構132D、132E間且相反於該入口160之一側有一間隙，該間隙定義出該腔體162之出口164。這樣，氣體便會經由該入口160進入該腔體162，流經該腔體162往該出口164流去(因為該些輔助密封部分166A、166B的關係所以不會從側向流出該腔體162)，並從該出口164流出該腔體162。在該氣體爐130內，由該腔體150及該腔體162定義出之氣體流動路徑之該些區段被組構成使一個或多個前驅氣體得以在流經該氣體爐130內之流動路徑時以層流方式流動，並減少該些區段內之紊流。
該出口164被組構成將一個或多個前驅氣體從該氣體爐130輸出送到該反應腔102之內部區域。圖6為該氣體爐130之透視圖，其呈現了該出 口164。如圖6所示，該出口164可具有長方形之截面形狀，該截面形狀可有助保持該氣體爐130所注出之前驅氣體以層流方式流進該反應腔102之內部區域。該出口164之尺寸及組構係為了往該底材支撐結構114之一上表面168上方橫向輸送出一片流動之前驅氣體。如圖6所示，該第四板狀結構132D之端面180及該第五板狀結構132E之端面182(兩者間之一間隙如前所述定義出該腔體162之出口164)所具有之形狀，通常會匹配該底材支撐結構114所支撐之一工件底材116之形狀，而利用從該氣體爐130流出之前驅氣體可將一種材料沉積在該工件底材116上。舉例而言，在一工件底材116包含外圍大致為圓形之晶粒或晶圓之實施例中，該些表面180、182可具有大致與待處理工件底材116之外圍輪廓相匹配之弧形。在此種組構中，該出口164任一處與該工件底材116外緣間之距離大致不變。此種組構可防止從該出口164流出之前驅氣體在尚未接近所要沉積材料之工件底材116之表面前，便與該反應腔102(圖2)內其他前驅氣體混合，並可避免在該沉積系統100之元件上發生不必要之材料沉積。
再參照圖2，該沉積系統100可包括加熱元件118。舉例而言，該些加熱元件118可包含第一組加熱元件170及第二組加熱元件172。該些加熱元件118之第一組170之所在位置及組構使其可向該氣體爐130提供熱能並加熱爐中之前驅氣體。舉例而言，該些加熱元件118之第一組170可設置在該反應腔102下方，該氣體爐130底下，如圖2所示。在其他實施例中，該些加熱元件118之第一組170可設置在該反應腔102上面，該氣體爐130上方，或者，該些加熱元件118之第一組170可同時包括位於該氣體爐130底下及該氣體爐130上方之該些加熱元件118。該些加熱元件118之第二組 172之所在位置及組構使其可向該底材支撐結構114及其上所支撐之任何工件底材116提供熱能。舉例而言，該些加熱元件118之第二組172可設置在該反應腔102下方，該底材支撐結構114底下，如圖2所示。在其他實施例中，該些加熱元件118之第二組172可設置在該反應腔102上面，該底材支撐結構114上方，或者，該些加熱元件118之第二組172可同時包括位於該底材支撐結構114底下及該底材支撐結構114上方之該些加熱元件118。
該些加熱元件118之第一組170及該些加熱元件118之第二組172可以用熱反射或熱絕緣之一障壁174加以分隔。作為非限制性質之範例，此種障壁174可包含位於該些加熱元件118之第一組170與該些加熱元件118之第二組172間之一鍍金金屬板。該金屬板被定向為允許該氣體爐130之加熱(由該些加熱元件118之第一組170加熱)及該底材支撐結構114之加熱(由該些加熱元件118之第二組172加熱)受到獨立之控制。換言之，該障壁174可被設置及定向成減少或防止該底材支撐結構114被該些加熱元件118之第一組170加熱，及減少或防止該氣體爐130被該些加熱元件118之第二組172加熱。
該些加熱元件118之第一組170可包含多列加熱元件118，各列可獨立控制。換言之，每一列加熱元件118所發散出之熱能為可獨立控制。該些加熱元件列之排列可以平行於氣體淨流通過該反應腔102之方向，從圖2之觀點而言為由左到右之方向。這樣，如有需要，受到獨立控制之各列加熱元件118便可用於提供選定之一熱梯度跨越整個該氣體爐130。同樣地，該些加熱元件118之第二組172亦可包含多列加熱元件118，各列可獨立控 制。這樣，如有需要，亦可提供選定之一熱梯度跨越整個該底材支撐結構114。
作為選項，在該反應腔102內，被動傳熱構造(例如，包含表現類似一黑體材料之構造)可以設置在鄰近或接近該前驅氣體爐130之至少一部分之處，以改進對該氣體爐130內該些前驅氣體之熱傳遞。
被動傳熱構造(例如，包含表現類似一黑體材料之構造)提供於該反應腔102內之方式可以如，舉例而言，2009年8月27日以Arena等人之名公開之美國專利申請公開US 2009/0214785 A1號中所揭露者，該公開案之完整揭露茲以此述及方式納入本說明書。作為非限制性之範例，該前驅氣體爐130可包括一被動傳熱板178，其可設置在該第二板狀結構132B及該第三板狀結構132C之間，如圖4所示。此種被動傳熱板178可改進該些加熱元件118向該氣體爐130內前驅氣體所提供之熱傳遞，並可改進該氣體爐130內溫度之均勻性與一致性。該被動傳熱板178所包含之材料可具有高發射率值(接近完全發射)(黑體材料)，且可耐受在該反應腔102內可能遭遇之高溫及腐蝕性環境。舉例而言，此等材料可以包括氮化鋁(AlN)、碳化矽(SiC)及碳化硼(B4 C)，三者具有之發射率值分別為0.98、0.92及0.92。這樣，該被動傳熱板178便可吸收該些加熱元件118發散出之熱能，然後將該熱能再發散至該氣體爐130及爐中之前驅氣體。
圖7為一剖面透視圖，其概要呈現與圖1A示意圖相符之另一示範性沉積系統200之元件。該沉積系統200與圖2之沉積系統100類似。但該沉積系統200並未包括一內部前驅氣體爐130，而是包括位於該反應腔102外之一外部前驅氣體注入器230。該外部前驅氣體注入器230可被組構成用於 加熱至少一個前驅氣體(其可如前文參照圖1A所述由一汽化器27供應)，並將該至少一個前驅氣體運送至一氣體注入歧管210，該氣體注入歧管210可實質上類似於圖2之氣體注入歧管110。
作為非限制性之範例，該外部前驅氣體注入器230可包含諸如以下美國專利申請案或公開案所述之前驅氣體注入器：2010年11月23日提出，名稱為「Methods of Forming Bulk III-Nitride Materials on Metal-Nitride Growth Template Layers,and Structures formed by Such Methods」之美國專利申請案61/416,525號；2009年9月10日以Arena等人之名公開之美國專利申請案公開2009/0223442 A1號；2009年9月10日公開，名稱為「Gas Injectors for CVD Systems with the Same」之國際專利申請案公開WO 2010/101715 A1號；2010年9月30日以Bertra之名提出之美國專利申請案12/894,724號；及2010年9月30日以Werkhoven之名提出之美國專利申請案12/895,311號，該些專利申請案及公開案之完整揭露茲以此述及方式納入本說明書。
該氣體注入器230可包含一熱化氣體注入器，其含有細長之一導管，該導管可具有一螺旋組構、盤繞組構等等，在該注入器中，當一種或多種製程氣體(例如一前驅氣體)在該細長導管內流動時會受熱。當製程氣體流經該延長導管時，可以使用外部加熱元件加熱製程氣體。作為選項，一個或多個被動加熱結構(像是前文所述者)可納入該氣體注入器230，以改進對流過該氣體注入器230之製程氣體之加熱。
作為選項，該氣體注入器230可更包括一貯存器，其被組構成容納用來和一製程氣體(或一製程氣體之分解或反應產物)反應之一液態試劑。舉例而言，該貯存器可被組構成容納液態之一種金屬或其他元素，例如液 態鎵、液態鋁或液態銦。在本發明之進一步實施例中，該貯存器可被組構成容納用來和一製程氣體(或一製程氣體之分解或反應產物)反應之一固態試劑。舉例而言，該貯存器可被組構成用於容納一種或多種材料之固態體，例如固態矽或固態鎂。
繼續參考圖7，從該外部前驅氣體注入器230注入該反應腔102之製程氣體可在一封閉體240內被載運通過該反應腔102之內部區域，然後被攜至接近該工件支撐結構114之一位置，以避免此等製程氣體尚未到達該底材支撐結構114上所支撐之工件底材116附近，就與其他製程氣體混合。
在其他實施例中，該沉積系統可同時包括參照圖2所述之一內部前驅氣體爐130及參照圖7所述之一外部前驅氣體爐230。舉例而言，圖7所示之封閉體240可以圖2之內部前驅氣體爐130取代。
如圖7所示，該反應腔102更包括結構支撐肋242，該些支撐肋係用於為該反應腔102提供結構剛性。此等支撐肋242可包含一種耐火材料，像是該反應腔102之頂壁104及底壁106所用之材料。在其他實施例中，圖2之反應腔102亦可包括此等結構支撐肋242。
雖然未呈現於圖式中，本說明書所述之沉積系統亦可包括至少一個機械臂裝置，其被組構成以自動機械方式將工件底材116經由該進出門188載入該反應腔102，以及將工件底材116經由該進出門188從該反應腔102卸載出來。此等機械臂裝置為本發明所屬技術領域所習知。
本說明書所述之沉積系統實施例可用於以符合本發明進一步實施例之方式，將半導體材料沉積在一工件底材116上
再參照圖1A，該計量裝置30及該流量控制裝置32可用於計量及控制 一前驅物液體23從其來源22進入該汽化器27之流率。該前驅物液體23可在該汽化器27加以汽化而形成一第一前驅物蒸汽。使該第一前驅物蒸汽從該汽化器27流出，然後流至該反應腔12內鄰近一工件底材16表面之一區域。使一第二前驅物蒸汽以與該第一前驅物蒸汽分開之方式流入該反應腔12，一化合物半導體材料便可在該反應腔12內沉積於該工件底材16之表面上。該化合物半導體材料可包含來自該第一前驅物蒸汽之至少一種元素及來自該第二前驅物蒸汽之至少一種元素。
如前所述，在一些實施例中，該計量裝置30可與該流量控制裝置32分開。因此在一些實施例中，該前驅物液體23之流率可以該計量裝置30計量，並以與該計量裝置30分開之一流量控制裝置32另行控制。在其他實施例中，該前驅物液體23之流率則可以一單一整合裝置計量及控制。
該前驅物液體23在其來源22及該汽化器27間之溫度可維持在大約83℃至大約150℃之範圍內。更具體而言，該前驅物液體23在其來源22及該汽化器27間之溫度可維持在大約85℃至大約120℃之範圍內，或甚至介於大約90℃及大約100℃之間。此外，如前所述，可以使該前驅物液體23從其來源22流至該汽化器27而不降低該前驅物液體23之溫度。在此等實施例中，當該前驅物液體23從其來源22流至該汽化器27時，可以使該前驅物液體23之溫度增加。在該汽化器27內，該前驅物液體23可以從大約150℃或更低之溫度加熱到至少大約400℃，以形成一前驅物蒸汽。更具體而言，在一些實施例中，該前驅物液體23在該汽化器27內可以加熱到至少大約850℃(例如大約900℃)之溫度。
茲將本發明其他非限制性質之示範性實施例敘述如下。
實施例1：一種將一化合物半導體材料沉積在一底材上之方法，該方法包括：計量及控制一前驅物液體從該前驅物液體之來源進入一汽化器之流率，該前驅物液體包含液態之GaCl3 、InCl3 及AlCl3 至少其中之一；使該汽化器內之前驅物液體汽化，以形成一第一前驅物蒸汽；使該第一前驅物蒸汽流出該汽化器並流至一反應腔內鄰近一工件底材之表面之區域；使一第二前驅物蒸汽另行流入該反應腔；以及在該反應腔內將一化合物半導體材料沉積在該工件底材之表面上，該化合物半導體材料包含來自該第一前驅物蒸汽之至少一種元素及來自該第二前驅物蒸汽之至少一種元素。
實施例2：如實施例1之方法，其中計量及控制該前驅物液體進入該汽化器之流率包含以一第一裝置計量該流率，並以與該第一裝置分開之一第二裝置控制該流率。
實施例3：如實施例1之方法，其中計量及控制該前驅物液體進入該汽化器之流率包含以一單一整合裝置計量及控制該流率。
實施例4：如實施例1至3中任一例之方法，其更包括使該前驅物液體在該液體來源及該汽化器間之溫度維持在大約83℃至大約150℃之範圍內。
實施例5：如實施例4之方法，其中使該前驅物液體在該液體來源及該汽化器間之溫度維持在大約83℃至大約150℃之範圍內包含使該前驅物液體在該液體來源及該汽化器間之溫度維持在大約85℃至大約120℃之範圍內。
實施例6：如實施例5之方法，其中使該前驅物液體在該液體來源及該汽化器間之溫度維持在大約85℃至大約120℃之範圍內包含使該前驅物液 體在該液體來源及該汽化器間之溫度維持在90℃至大約100℃之範圍內。
實施例7：如實施例4至6中任一例之方法，其更包括使該前驅物液體從該液體來源流向該汽化器而不降低該前驅物液體之溫度。
實施例8：如實施例7之方法，其中使該前驅物液體從該液體來源流向該汽化器而不降低該前驅物液體之溫度包含當該前驅物液體從該液體來源流向該汽化器時，增加該前驅物液體之溫度。
實施例9：如實施例1至8中任一例之方法，其更包括製備該前驅物液體使之包含GaCl3 。
實施例10：如實施例1至9中任一例之方法，其更包括製備該第二前驅物蒸汽使之包含氮。
實施例11：如實施例10之方法，其中製備該第二前驅物蒸汽使之包含氮包括製備該第二前驅物蒸汽使之包含氨。
實施例12：如實施例1至11中任一例之方法，其中沉積該化合物半導體材料包含沉積氮化鎵、氮化銦、氮化鋁至少其中之一。
實施例13：如實施例1至12中任一例之方法，其中使該汽化器內之前驅物液體汽化包括使該反應腔中一內部區域之前驅物液體汽化。
實施例14：如實施例1至13中任一例之方法，其更包括將該汽化器內之前驅物液體從大約150℃或更低之溫度加熱到至少大約400℃，以形成該第一前驅物蒸汽。
實施例15：如實施例14之方法，其更包括將該汽化器內之第一前驅物蒸汽加熱到至少大約850℃之溫度。
實施例16：一種鹵化物氣相磊晶系統，該系統包括：一反應腔，該反 應腔內包含至少一個底材支撐結構；一前驅物液體之一來源，該來源包含液態之GaCl3 、InCl3 及AlCl3 至少其中之一；一汽化器，其被組構成將該前驅物液體汽化以形成一前驅物蒸汽，該前驅物蒸汽會被運送至該反應腔內鄰近該底材支撐結構之一位置；至少一個導管，其在該前驅物液體之來源及該汽化器間提供一流體路徑；一裝置，其被組構成計量該前驅物液體流經該至少一個導管之流率；以及一裝置，其被組構成控制該至少一個前驅物液體流經該至少一個導管之流率。
實施例17：如實施例16之鹵化物氣相磊晶系統，其中被組構成計量該前驅物液體流經該至少一個導管之流率之裝置及被組構成控制該至少一個前驅物液體流經該至少一個導管之流率之裝置彼此分開。
實施例18：如實施例16或實施例17之鹵化物氣相磊晶系統，其更包括至少一個加熱元件，該至少一個加熱元件被組構成使該前驅物液體之來源維持在大約83℃至大約150℃範圍內之溫度下。
實施例19：如實施例16至18中任一例之鹵化物氣相磊晶系統，其中該汽化器設置在該反應腔外面。
實施例20：如實施例16至18中任一例之鹵化物氣相磊晶系統，其中該汽化器至少局部設置在該反應腔內。
實施例21：如實施例16至20中任一例之鹵化物氣相磊晶系統，其中該汽化器包含至少一個加熱元件，該至少一個加熱元件被組構成將該前驅物液體從大約83℃至大約150℃範圍內之一第一溫度，加熱到至少大約400℃之一第二溫度。
實施例22：如實施例16至21中任一例之鹵化物氣相磊晶系統，其中 該汽化器包含一霧化器，該霧化器被組構成將該前驅物液體散布成微滴。
實施例23：如實施例16至22中任一例之鹵化物氣相磊晶系統，其中包含液態之GaCl3 、InCl3 、AlCl3 至少其中之一之該前驅物液體之來源包括液態GaCl3 。
實施例24：如實施例16至23中任一例之鹵化物氣相磊晶系統，其更包括含氮之另一前驅物蒸汽之一來源。
實施例25：如實施例24之鹵化物氣相磊晶系統，其中含氮之另一前驅物蒸汽之來源包括氨氣之一來源。
上述之本發明實施例並不會限制本發明之範圍，因該些實施例僅為本發明實施例之範例，本發明乃由所附之申請專利範圍及其法律同等效力所界定。任何等同之實施例均屬於本發明之範圍。事實上，對於本發明所屬技術領域具有通常知識者而言，除本說明書所示及所述者外，對於本發明之各種修改，例如替換所述元件之有用組合，都會因本說明書之敘述而變得顯而易見。此等修改亦落入所附之申請專利範圍內。
10、50、100‧‧‧沉積系統
12、102‧‧‧反應腔
16、116‧‧‧工件底材
22‧‧‧來源
23‧‧‧前驅物液體
24‧‧‧容器
25‧‧‧空間體積
26‧‧‧流量控制閥
27‧‧‧汽化器
28‧‧‧導管
29‧‧‧閥門
30‧‧‧計量裝置
32‧‧‧流量控制裝置
34‧‧‧電腦控制系統
36‧‧‧霧化氣體之來源
40、118‧‧‧加熱元件
103A‧‧‧第一位置
103B‧‧‧第二位置
104‧‧‧頂壁
106‧‧‧底壁
108A‧‧‧第一側壁
108B‧‧‧第二側壁
110、210‧‧‧氣體注入歧管
111‧‧‧冷卻導管
112‧‧‧排氣與裝載次組件
113‧‧‧真空裝置
114‧‧‧底材支撐結構
115A~115E‧‧‧列
117‧‧‧連接器
119‧‧‧主軸
119A~119C‧‧‧區
120A~120E‧‧‧氣體流入導管
121A~121E‧‧‧氣閥
122A~122E‧‧‧氣體來源
130‧‧‧內部前驅氣體爐
132A‧‧‧第一板狀結構
132B‧‧‧第二板狀結構
132C‧‧‧第三板狀結構
132D‧‧‧第四板狀結構
132E‧‧‧第五板狀結構
134‧‧‧第一及第二板狀結構間之腔體
136‧‧‧凸起
138、148、160‧‧‧入口
139‧‧‧隙縫
140、156、164‧‧‧出口
142‧‧‧管狀構件
144‧‧‧密封構件
147A、147B、158A、158B、166A、166B‧‧‧輔助密封部分
150‧‧‧第三及第四板狀結構間之腔體
152‧‧‧第一板狀結構之表面
154‧‧‧第二板狀結構之表面
162‧‧‧第四及第五板狀結構間之腔體
168‧‧‧上表面
170‧‧‧加熱元件之第一組
172‧‧‧加熱元件之第二組
174‧‧‧障壁
178‧‧‧被動傳熱板
180‧‧‧第四板狀結構之端面
182‧‧‧第五板狀結構之端面
184‧‧‧真空腔
186‧‧‧沖淨氣體簾裝置
188‧‧‧進出門
200‧‧‧示範性沉積系統
240‧‧‧封閉體
242‧‧‧支撐肋
230‧‧‧外部前驅氣體爐
圖1A為一示意圖，其概要呈現與本發明相符之一沉積系統之一示範性實施例，該沉積系統包含之裝置可測量及控制前驅物質在液態下流入一反應腔之流量；圖1B為一示意圖，其概要呈現與本發明相符之一沉積系統之另一示範性實施例；圖2為一剖面透視圖，其概要呈現與圖1A示意圖相符之一沉積系統之 一範例之元件；圖3為圖2之沉積系統中一氣體注入裝置之前端外表面之透視圖；圖4為圖2之沉積系統中一內部前驅氣體爐之側截面圖；圖5為圖3及圖4之內部前驅氣體爐中該些大致為板狀之結構其中一個之俯視平面圖；圖6為圖2之沉積系統中一內部前驅氣體爐之透視圖；以及圖7為一剖面透視圖，其概要呈現一沉積系統之另一示範性實施例，該沉積系統包含一進出門，該進出門所在之處遠離製程氣體被注入反應腔之位置，但該沉積系統包含一外部前驅氣體注入器，而非一內部前驅氣體爐。
10‧‧‧沉積系統
12‧‧‧反應腔
16‧‧‧工件底材
22‧‧‧來源
23‧‧‧前驅物液體
24‧‧‧容器
25‧‧‧空間體積
26‧‧‧流量控制閥
27‧‧‧汽化器
28‧‧‧導管
29‧‧‧閥門
30‧‧‧計量裝置
32‧‧‧流量控制裝置
34‧‧‧電腦控制系統
36‧‧‧霧化氣體之來源
40‧‧‧加熱元件

Claims (20)

  1. 一種將一化合物半導體材料沉積在一底材上之方法，該方法包括：計量及控制一前驅物液體從該前驅物液體之來源進入一汽化器之流率，該前驅物液體包含液態之GaCl3 、InCl3 及AlCl3 至少其中之一；使該汽化器內之前驅物液體汽化，以形成一第一前驅物蒸汽；使該第一前驅物蒸汽流出該汽化器並流至一反應腔內鄰近一工件底材之表面之區域；使一第二前驅物蒸汽另行流入該反應腔；以及在該反應腔內將一化合物半導體材料沉積在該工件底材之表面上，該化合物半導體材料包含來自該第一前驅物蒸汽之至少一種元素及來自該第二前驅物蒸汽之至少一種元素。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中計量及控制該前驅物液體進入該汽化器之流率包含以一第一裝置計量該流率，並以與該第一裝置分開之一第二裝置控制該流率。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中計量及控制該前驅物液體進入該汽化器之流率包含以一單一整合裝置計量及控制該流率。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其更包括使該前驅物液體在該液體來源及該汽化器間之溫度維持在大約83℃至大約150℃之範圍內。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其更包括使該前驅物液體從該液體來源流向該汽化器而不降低該前驅物液體之溫度。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其更包括製備該前驅物液體使之包含GaCl3 。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其更包括製備該第二前驅物蒸汽使之包含氮。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中製備該第二前驅物蒸汽使之包含氮包括製備該第二前驅物蒸汽使之包含氨。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中沉積該化合物半導體材料包含沉積氮化鎵、氮化銦、氮化鋁至少其中之一。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其更包括將該汽化器內之前驅物液體從大約150℃或更低之溫度加熱到至少大約400℃，以形成該第一前驅物蒸汽。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其更包括將該汽化器內之第一前驅物蒸汽加熱到至少大約850℃之溫度。
  12. 一種鹵化物氣相磊晶系統，該系統包括：一反應腔，該反應腔內包含至少一個底材支撐結構；一前驅物液體之一來源，該來源包含液態之GaCl3 、InCl3 及AlCl3 至少其中之一；一汽化器，其被組構成將該前驅物液體汽化以形成一前驅物蒸汽，該前驅物蒸汽會被運送至該反應腔內鄰近該底材支撐結構之一位置；至少一個導管，其在該前驅物液體之來源及該汽化器間提供一流體路徑；一裝置，其被組構成計量該前驅物液體流經該至少一個導管之流率；以及一裝置，其被組構成控制該至少一個前驅物液體流經該至少一個導管 之流率。
  13. 如申請專利範圍第12項之鹵化物氣相磊晶系統，其中被組構成計量該前驅物液體流經該至少一個導管之流率之裝置及被組構成控制該至少一個前驅物液體流經該至少一個導管之流率之裝置彼此分開。
  14. 如申請專利範圍第12項之鹵化物氣相磊晶系統，其更包括至少一個加熱元件，該至少一個加熱元件被組構成使該前驅物液體之來源維持在大約83℃至大約150℃範圍內之溫度下。
  15. 如申請專利範圍第12項之鹵化物氣相磊晶系統，其中該汽化器設置在該反應腔外面。
  16. 如申請專利範圍第12項之鹵化物氣相磊晶系統，其中該汽化器至少局部設置在該反應腔內。
  17. 如申請專利範圍第12項之鹵化物氣相磊晶系統，其中該汽化器包含至少一個加熱元件，該至少一個加熱元件被組構成將該前驅物液體從大約83℃至大約150℃範圍內之一第一溫度，加熱到至少大約400℃之一第二溫度。
  18. 如申請專利範圍第12項之鹵化物氣相磊晶系統，其中該汽化器包含一霧化器，該霧化器被組構成將該前驅物液體散布成微滴。
  19. 如申請專利範圍第12項之鹵化物氣相磊晶系統，其中包含液態GaCl3 、InCl3 、AlCl3 至少其中之一之該前驅物液體之來源包括液態GaCl3 。
  20. 如申請專利範圍第12項之鹵化物氣相磊晶系統，其更包括含氮之另一前驅物蒸汽之一來源。
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