TWI476295B - 用於化學氣相沉積反應器之方法和設備 - Google Patents

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Description

用於化學氣相沉積反應器之方法和設備
本發明之實施例大體上係關於氣相沉積的方法及設備，更具體地，係關於化學氣相沉積製程及腔室。
化學氣相沉積(「CVD」)係藉由蒸氣相化學藥品的反應而在基板，例如，晶圓，上沉積薄膜。化學氣相沉積反應器係用於在基板上沉積具有不同組成物的薄膜。CVD高度使用於許多行動中，例如，在半導體、太陽、顯示器、及其他電子應用的裝置製造期間。
針對非常不同的應用存在有為數眾多的CVD反應器類型。舉例來說，CVD反應器包含大氣壓力反應器、低壓反應器、低溫反應器、高溫反應器和電漿增強反應器。這些截然不同的設計滿足在CVD製程期間所遭遇的種種挑戰，例如，空乏效應、污染問題和反應器維修。
儘管有許多不同的反應器設計，對新的改善的CVD反應器設計仍有連續的需求。
本發明之實施例大體上係關於懸浮的基板載體或支撐。在一實施例中，提供一用於支撐及運送至少一個基板或晶圓通過一反應器的基板載體，其包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；及至少一個壓痕袋，其配置在該下表面內部。在另一實施例中，該基板載體包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；及至少兩個壓痕袋，其配置在該下表面內部。在另一實施例中，該基板載體包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；一壓痕區域，其位於該上表面內部；及至少兩個壓痕袋，其配置在該下表面內部。在另一實施例中，該基板載體包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；一壓痕區域，其位於該上表面內部；及至少兩個壓痕袋，其配置在該下表面內部，其中各壓痕袋具有一矩形幾何形狀及四側壁，其垂直或實質上垂直延伸至該下表面。在另一實施例中，該基板載體包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；及至少兩個壓痕袋，其配置在該下表面內部，其中各壓痕袋具有一矩形幾何形狀及四側壁，其垂直或實質上垂直延伸至該下表面。
在另一實施例中，提供一用於支撐及運送至少一個基板通過一反應器的基板載體，其包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；及至少一個壓痕袋，其配置在該下表面內部。該基板載體主體可具有一矩形幾何形狀、一正方形幾何形狀或另一類型的幾何形狀。在一範例中，該基板載體主體具有兩個短側邊及兩個長側邊，其中該兩個短側邊之一為該基板載體主體的前部，且另一個短側邊為該基板載體主體的後部。該基板載體主體可包含石墨或由石墨製成。
在某些範例中，該上表面包含至少一個配置在其中的壓痕區域。該上表面內部之該壓痕區域係配置為在其上固持一基板。在其他範例中，該上表面可具有至少兩個、三個、四個、八個、十二個或更多的該壓痕區域。在另一範例中，該上表面不具有壓痕區域。
在另一實施例中，該下表面可具有至少兩個該壓痕袋，其係配置為接受一氣體緩衝。在某些範例中，該下表面具有一個、三個或更多的該壓痕袋。該壓痕袋可具有一矩形幾何形狀、一正方形幾何形狀或另一類型的幾何形狀。各該壓痕袋通常具有兩個短側邊及兩個長側邊。在一範例中，該短側邊及該長側邊是筆直的。該短側邊及該長側邊係相對該下表面垂直。在另一範例中，該兩個短側邊的至少一個以一第一角度逐漸變細，該兩個長側邊的至少一個以一第二角度逐漸變細，且該第一角度可大於或小於該第二角度。在另一範例中，該兩個短側邊的至少一個是筆直的，且該兩個長側邊的至少一個是逐漸變細的。在另一範例中，該兩個短側邊的至少一個是逐漸變細的，且該兩個長側邊的至少一個是筆直的。在一實施例中，該壓痕袋具有一矩形幾何形狀，且該壓痕袋係配置為接受一氣體緩衝。該壓痕袋可具有逐漸變細的側壁，其從該上表面開始逐漸變細。
在另一實施例中，提供在氣相沉積製程期間用於懸浮配置在一基板載體之一上表面上之基板的方法，其包含：將一基板載體之一下表面暴露至一氣流；在該基板載體下方形成一氣體緩衝；在一處理腔室內部懸浮該基板載體；及在該處理腔室內部沿著一路徑移動該基板載體。在許多範例中，沿著該路徑之該基板載體的移動及/或該基板載體的速度可藉由調整該氣流流速來控制。該氣體緩衝可形成在配置於該下表面內部的該至少一個壓痕袋內部。在某些範例中，該下表面具有至少兩個壓痕袋。該壓痕袋係配置為接受該氣體緩衝。該基板載體之一上表面包含至少一個壓痕區域，以支撐一基板。該壓痕袋可具有逐漸變細的側壁，其從該基板載體的該上表面開始逐漸變細。
在另一實施例中，提供在氣相沉積製程期間用於懸浮配置在一基板載體上之基板的方法，其包含：將一基板載體之一下表面暴露至一氣流，其中至少一個晶圓係配置在該基板載體之一上表面上，且該下表面包含至少一個壓痕袋；在該基板載體下方形成一氣體緩衝；在一處理腔室內部懸浮該基板載體；及在該處理腔室內部沿著一路徑移動該基板載體。
在另一實施例中，提供在氣相沉積製程期間用於懸浮配置在一基板載體上之基板的方法，其包含：將一基板載體之一下表面暴露至一氣流，其中該下表面包含至少一個壓痕袋；在該基板載體下方形成一氣體緩衝；在一處理腔室內部懸浮該基板載體；及在該處理腔室內部沿著一路徑移動該基板載體。
在另一實施例中，提供在氣相沉積製程期間用於懸浮配置在一基板載體上之基板的方法，其包含：將一基板載體之一下表面暴露至一氣流，其中該下表面包含至少兩個壓痕袋；在該基板載體下方形成一氣體緩衝；在一處理腔室內部懸浮該基板載體；及在該處理腔室內部沿著一路徑移動該基板載體。
本發明之實施例大體上係關於一化學氣相沉積反應器系統及相關的使用方法。在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一蓋組件，例如，一頂板，其具有複數個沿著該頂板縱軸設置的隆起部分。該系統包含一軌道，其具有一沿著該軌道縱軸設置的導引路徑，例如，一通道，其中該通道適於容納該頂板之該複數個隆起部分，從而在該複數個隆起部分和該軌道之地板間形成一間隙，其中該間隙係配置為容納一基板。該系統包含一加熱組件，例如，一加熱元件，其可操作以在該基板沿著該軌道通道移動時加熱該基板。在一實施例中，該軌道可操作以沿著該軌道通道浮動該基板。
在一實施例中，該系統包含一槽以支撐該軌道。該間隙可具有介於0.5及5毫米間或介於0.5及1毫米間的厚度。該頂板由鉬或石英形成，該軌道由石英或矽石形成。該頂板可操作以引導一氣體至該間隙，並可進一步包含複數個埠，其沿著該頂板縱軸設置，且配置在該複數個隆起部分間，從而定義介於該複數個隆起部分間的路徑。該複數個埠的一或多個適於傳遞及/或排出一氣體至位於該頂板之該複數個隆起部分及該軌道地板間的該間隙。
該加熱元件的範例包含：一加熱燈，其耦合至該軌道或和該軌道一起；複數個加熱燈，其沿著該軌道配置；一加熱燈組，其可操作以在該基板沿著該軌道通道移動時，沿著該軌道移動；電阻加熱器，其耦合至該軌道或和該軌道一起；一感應加熱源，其耦合至該基板及/或該軌道或和該基板及/或該軌道一起。該加熱元件可操作以維持一跨該基板的溫度差，其中該溫度差小於攝氏10度。在一實施例中，該化學氣相沉積系統為一大氣壓力化學氣相沉積系統。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一入口隔離器，其可操作以防止污染物由該系統之一入口進入該系統；一出口隔離器，其可操作以防止污染物由該系統之一出口進入該系統；及一中間隔離器，其配置在該入口和出口隔離器之間。該系統可進一步包含一第一沉積區，其配置為鄰接該入口隔離器；及一第二沉積區，其配置為鄰接該出口隔離器。該中間隔離器係配置在該沉積區之間，並可操作以防止該第一沉積區和該第二沉積區之間的氣體混合。
在一實施例中，該入口隔離器可進一步操作以防止注入該第一沉積區之氣體的逆擴散，該中間隔離器可進一步操作以防止注入該第二沉積區之氣體的逆擴散，且該出口隔離器可進一步操作以防止注入該第二沉積區之氣體的逆擴散。由該隔離器之至少一個所形成的隔離區具有介於1至2公尺間的長度。一氣體，例如，氮，係以一第一流速，例如，約每分鐘30公升，注入該入口隔離器，以防止來自該第一沉積區之氣體的逆擴散。一氣體，例如，胂，係以一第一流速，例如，約每分鐘3公升，注入該中間隔離器，以防止該第一沉積區和該第二沉積區之間的氣體逆混合。一氣體，例如，氮，係以一第一流速，例如，約每分鐘30公升，注入該出口隔離器，以防止污染物由該系統之該出口進入該系統。在一實施例中，一排氣裝置係配置為鄰接各該隔離器，並可操作以排出該隔離器所注入的氣體。一排氣裝置可配置為鄰接各該沉積區，並可操作以排出注入該沉積區中的氣體。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一外殼；一軌道，其為該外殼所環繞，其中該軌道定義一導引路徑，例如，一通道，其適於導引該基板通過該化學氣相沉積系統。該系統包含一載體，其用於沿著該軌道通道移動該基板，其中該軌道可操作以使該載體沿著該軌道通道懸浮。該外殼由鉬、石英或不鏽鋼形成，該軌道由石英、鉬、熔融矽石、陶瓷形成，且該載體由石墨形成。
在一實施例中，該軌道包含複數個開口及/或一導管，其沿著該軌道地板配置，且各自可操作以供應一氣體緩衝給該通道和該載體之底表面，以舉升或懸浮該載體，以及實質上沿著該軌道通道將該載體置中。該導管可具有v形，且該載體可具有一沿著底表面配置的凹口(例如，v形)。一氣體係施加至該載體凹口，以實質上從該軌道地板舉升該載體，並實質上沿著該軌道通道將該載體置中。該軌道可，例如，以小於約十、二十或介於一和五度間的角度，傾斜，以允許該基板從該通道之一第一端移動並浮動至該通道之一第二端。該軌道及/或外殼可包含多個鏈段。
在一實施例中，該系統可包含：一輸送帶，其可操作以自動引入基板至該通道；一擷取器，其可操作以自動擷取來自該通道的基板；及/或一加熱元件，其可操作以加熱該基板。該加熱元件係耦合至該外殼、該基板及/或該軌道，或和該外殼、該基板及/或該軌道一起。該載體可操作以沿著該軌道通道運送該基板條料。
在一實施例中，提供一用於移動一基板通過一化學氣相沉積系統的軌道組件，其包含：一頂部，該頂部具有一地板；側支撐，例如，一對軌條，其配置為鄰接該地板，從而定義一導引路徑，例如，一通道，以沿著該地板導引該基板。一底部係耦合至該頂部或和該頂部一起，以在其間形成一或多個腔室。該頂部可包含一凹入的底表面，且該底部可包含一凹入的頂表面，以形成該腔室。在一實施例中，該頂部及/或該底部係由鉬、石英、矽石、氧化鋁或陶瓷形成。
在一實施例中，該頂部具有複數個開口，其配置通過該地板，以提供介於該腔室和該通道之間的流體溝通。一氣體緩衝，例如，氮，係從該腔室供應給該通道，以實質上從該頂部之該地板舉升，並沿著該頂部之該地板運送該基板。該地板可，例如，以小於約十、二十或介於一和五度間的角度，傾斜，以允許該基板從該通道之一第一端移動並浮動至該通道之一第二端。
在一實施例中，該頂部具有複數個開口，其配置通過鄰接該地板的該對軌條。一氣體通過該複數個開口供應，以實質上將沿著該頂部之該通道移動的該基板置中。該地板亦可包含一逐漸變細的輪廓及/或一經此供應氣體的導管，其各自可操作以實質上將沿著該頂部之該通道移動的該基板置中。該導管可具有v形及/或該基板可具有一凹口(例如，v形)，以容納一沿著該基板之一底表面配置的氣體緩衝，其可操作以實質上將沿著該頂部之該通道移動的該基板置中。
在一實施例中，該軌道組件可包含一輸送帶，其可操作以自動引入基板至該通道；及/或一擷取器，其可操作以自動擷取來自該通道的基板。一注入管線可耦合至該底部或和該底部一起，以透過該地板供應一氣體給該腔室，以實質上使該基板沿著該頂部之該地板浮動。該頂部可進一步包含凹入部分，其鄰接該軌條，並可操作以容納反應器的蓋組件，例如，一頂板。該軌道組件可包含一槽，該頂部及該底部係安座其中。該槽係由石英、鉬或不鏽鋼形成。
在一實施例中，提供在化學氣相沉積製程期間用於形成一多層材料的方法，其包含：在一砷化鎵基板上形成一砷化鎵緩衝層；在該緩衝層上形成一砷化鋁犧牲層；及在該犧牲層上形成一砷化鋁鎵鈍化層。該方法可進一步包含在該鈍化層上形成一砷化鎵主動層(例如，厚度約為1000奈米)。該方法可進一步包含在該主動層上形成一含磷砷化鎵層。該方法可進一步包含移除該犧牲層，以使該主動層與該基板分離。在一磊晶舉離製程期間，當該砷化鎵主動層與該基板分離時，該砷化鋁犧牲層可暴露至一蝕刻溶液。該方法可進一步包含在一後續的化學氣相沉積製程期間於該基板上形成額外的多層材料。該緩衝層厚度可約為300奈米、該鈍化層厚度可約為30奈米及/或該犧牲層厚度可約為5奈米。
在一實施例中，提供在基板上使用化學氣相沉積系統形成多磊晶層的方法，其包含：在該系統之一入口處將該基板引入一導引路徑，例如，一通道，同時防止污染物由該入口進入該系統；當該基板沿著該系統之該通道移動時，在該基板上沉積一第一磊晶層；當該基板沿著該系統之該通道移動時，在該基板上沉積一第二磊晶層；防止該第一沉積步驟和該第二沉積步驟之間的氣體混合；及在該系統之一出口處從該通道擷取該基板，同時防止污染物由該出口進入該系統。該方法可進一步包含：在沉積該第一磊晶層前加熱該基板；當在該基板上沉積該第一及第二磊晶層時，維持該基板溫度；及/或在沉積該第二磊晶層後冷卻該基板。該基板實質上可沿著該系統之該通道浮動。該第一磊晶層可包含砷化鋁及/或該第二磊晶層可包含砷化鎵。在一實施例中，該基板實質上沿著該系統之該通道浮動。該方法可進一步包含在該基板上沉積一含磷砷化鎵層，及/或在該磊晶層沉積期間，加熱該基板至位於約攝氏300度至約攝氏800度之範圍內的溫度。該基板之一中心溫度對一邊緣溫度彼此可位於攝氏10度內。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積反應器，其包含；一蓋組件，其具有一主體；及一軌道組件，其具有一主體和一導引路徑，該導引路徑沿著該主體縱軸設置。該蓋組件之該主體和該軌道組件之該主體係耦合在一起，以在其間形成一間隙，其配置為容納一基板。該反應器可進一步包含一加熱組件，該加熱組件包含複數個加熱燈，其沿著該軌道組件配置，並可操作以在該基板沿著該導引路徑移動時加熱該基板。該反應器可進一步包含一軌道組件支撐，其中該軌道組件係配置在該軌道組件支撐中。該軌道組件之該主體可包含：一氣體空腔，其位於該主體縱軸內部並沿著該主體縱軸延伸；及複數個埠，其從該氣體空腔延伸至該導引路徑之一上表面，並配置為沿著該導引路徑供應一氣體緩衝。該軌道組件之該主體可包含石英。該蓋組件之該主體可包含複數個埠，其配置為提供對該導引路徑之流體溝通。該加熱組件可操作以維持一跨該基板的溫度差，其中該溫度差小於攝氏10度。在一實施例中，該化學氣相沉積反應器為一大氣壓力化學氣相沉積反應器。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一入口隔離器，其可操作以防止污染物由該系統之一入口進入該系統；一出口隔離器，其可操作以防止污染物由該系統之一出口進入該系統；及一中間隔離器，其配置在該入口和出口隔離器之間。該系統可進一步包含一第一沉積區，其配置為鄰接該入口隔離器；及一第二沉積區，其配置為鄰接該出口隔離器。該中間隔離器係配置在該沉積區之間，並可操作以防止該第一沉積區和該第二沉積區之間的氣體混合。一氣體係以一第一流速注入該入口隔離器，以防止來自該第一沉積區之氣體的逆擴散；一氣體係以一第一流速注入該中間隔離器，以防止該第一沉積區和該第二沉積區之間的氣體逆混合；及/或一氣體係以一第一流速注入該出口隔離器，以防止污染物由該系統之該出口進入該系統。一排氣裝置可配置為鄰接各該隔離器，並可操作以排出該隔離器所注入的氣體；及/或配置為鄰接各該沉積區，並可操作以排出注入該沉積區中的氣體。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一外殼；一軌道，其為該外殼所環繞，其中該軌道包含一導引路徑，其適於導引一基板通過該化學氣相沉積系統；及一基板載體，其用於沿著該導引路徑移動該基板，其中該軌道可操作以使該載體沿著該導引路徑懸浮。該軌道可包含複數個開口，其可操作以供應一氣體緩衝給該導引路徑。該氣體緩衝係施加至該基板載體之一底表面，以從該軌道地板舉升該基板載體。該軌道可包含一導管，其沿著該導引路徑配置，並可操作以實質上沿著該軌道之該導引路徑將該基板載體置中。一氣體緩衝可透過該導管供應給該基板載體之一底表面，以從該軌道地板實質上舉升該基板載體。該軌道可傾斜，以允許該基板從該導引路徑之一第一端移動至該導引路徑之一第二端。該系統可包含一加熱組件，該加熱組件包含複數個加熱燈，其沿著該軌道配置，並可操作以在該基板沿著該導引路徑移動時加熱該基板。
本發明之實施例大體上關於化學氣相沉積(「CVD」)的設備和方法。如此處所提出，本發明之實施例係敘述關於一大氣壓力CVD反應器和金屬有機前驅氣體。不過，須注意本發明之實施態樣並未受限於與大氣壓力CVD反應器或金屬有機前驅氣體併用，而是可應用至其他類型的反應器系統和前驅氣體。此後會參照附圖以更加了解本發明之設備及其使用方法的新奇之處。
根據本發明之一實施例，提供一大氣壓力CVD反應器。該CVD反應器可用於在一基板(例如，晶圓，例如，砷化鎵晶圓)上提供多個磊晶層。這些磊晶層可包含砷化鋁鎵、砷化鎵和含磷砷化鎵。這些磊晶層可為稍後的移除在砷化鎵晶圓上生長，以便晶圓可再用於產生額外材料。在一實施例中，該CVD反應器可用於提供太陽電池。這些太陽電池可進一步包含單一接合面、異質接合面或其他配置。在一實施例中，該CVD反應器可配置為在10公分乘10公分的晶圓上發展2.5瓦特的晶圓。在一實施例中，該CVD反應器可提供之產量範圍為每分鐘約1個晶圓至每分鐘約10個晶圓。
第1A圖顯示根據本發明之一實施例的CVD反應器10。反應器10包含反應器蓋組件20、晶圓載體軌道30、晶圓載體軌道支撐40和加熱燈組件50。反應器蓋組件20可由鉬、鉬合金、不鏽鋼和石英形成。反應器蓋組件20係配置在晶圓載體軌道30上。晶圓載體軌道30可由石英、鉬、矽石(例如，熔融矽石)、氧化鋁或其他陶瓷材料形成。晶圓載體軌道30可安座於晶圓載體軌道支撐40之中。晶圓載體軌道支撐40可由石英或金屬，例如，鉬、鉬合金、鋼、不鏽鋼、鎳、鉻、鐵或其合金，形成。最後，加熱燈組件50(進一步在下文關於第10圖討論)係配置在晶圓載體軌道支撐40下方。總CVD反應器長度的範圍可為約18英尺至約25英尺，但針對不同應用可延伸超出此範圍。
第1B、2、3和4圖提供反應器蓋組件20之實施例的不同視圖。參照第1B和2圖，反應器蓋組件20可包含一平板，例如，主體28，其具有上表面29和下表面27；具有凸緣構件25，其從下表面27延伸；及/或具有一或多個隆起部分26，其在凸緣構件25之間置中。在一實施例中，主體28可定義一矩形。隆起部分26可以不同長度從平板28的下表面27沿著反應器蓋組件20延伸。隆起部分26係配置在凸緣構件25之間，以便在隆起部分26和各凸緣構件25之間形成間隙。這些間隙可用於幫助耦合反應器蓋組件20至晶圓載體軌道30(進一步於下文敘述)。凸緣構件25及/或隆起部分26兩者實質上可延伸反應器蓋組件20的縱長度。反應器蓋組件20可形成如單一立體結構部件，或其可由數個耦合在一起的鏈段構成。各隆起部分26的長度、高度、寬度和數目可改變，從而定義在CVD製程中可用於不同應用的「區域」。反應器蓋組件20亦可沿著其長度包含多個隆起部分26的圖案，以，例如，在CVD製程中發展許多布局或階段。在一實施例中，凸緣構件25及/或隆起部分26可定義圓形、正方形、矩形或其組合。在一實施例中，凸緣構件25及/或隆起部分26可包含立體結構。在一實施例中，凸緣構件25及/或隆起部分26可從反應器蓋組件20的主體28移除。在一實施例中，隆起部分26包含開口，其配置為通過隆起部分，從而定義外殼，一或多個氣體歧管組件(進一步在下文敘述)可位於其中，以和反應器10交流氣體。主體28可包含對應開口，氣體歧管組件可經此放置到隆起部分26之中。在一實施例中，反應器蓋組件20可包含主體28，其具有一或多個從上表面29配置通過主體至下表面27的開口，第3圖亦顯示根據一實施例的反應器蓋組件20。如上文所述，第3圖所示之反應器蓋組件20可表示整個結構或較大構成結構的單一鏈段。亦顯示一或多個開口，例如，複數個入口及出口埠21，其配置通過主體28的上表面29，並沿著反應器蓋組件20的縱軸置中。埠21可沿著主體28的上表面29改變大小、形狀、數目和位置。在一實施例中，埠21可定義圓形、正方形、矩形或其組合。埠21可從上表面29延伸通過主體28至下表面27。埠21可用作注入、沉積及/或排氣埠，以傳遞氣體進入及/或離開CVD反應器。在一實施例中，各埠21係配置在兩個鄰接的隆起部分26(如第2圖所示)之間，從而定義「路徑」，氣體之注入、沉積及/或排氣可經此發生。在一範例中，氣體可注入埠21，以便氣體首先沿著鄰接隆起部分26的側邊行進，接著沿著隆起部分26的底表面行進，並進入晶圓流動路徑。如第3圖所示，凸緣構件25在主體28的末端封閉，以密封傳遞至「區域」和「路徑」的任何流體；「區域」和「路徑」係由反應器蓋組件20的埠21和隆起部分26所產生。
第4圖顯示根據一實施例之反應器蓋組件20的頂視圖，其具有一或多個配置通過主體28的開口，例如，沉積埠23、排氣埠22和注入埠24(亦示於第1B圖)。開口可從上表面29配置通過主體28至下表面27。這些埠可裝有可移除隔離器、噴淋頭、排氣裝置或其他氣體歧管組件，其可延伸超出主體28的下表面27，以幫助進入及/或離開CVD反應器之氣體的分配，特別是均勻施加氣體至通過組件下方的晶圓。在一實施例中，埠22、23、24可定義圓形、正方形、矩形或其組合。在一實施例中，噴淋頭組件可包含注入孔直徑，其位於約0.1毫米至約5毫米的範圍間，並可包含注入孔間隔，其位於約1毫米至約30毫米的範圍間。這些尺寸可針對不同應用延伸超出這些範圍。氣體歧管組件和反應器蓋組件20可配置為提供高反應物利用，其意指CVD製程期間的反應幾乎百分之百消耗用在反應器中的氣體。
排氣埠22和注入埠24可用於發展「隔離簾」，以幫助防止污染，並幫助防止引入CVD反應器10之氣體在反應器中產生之不同區域間的逆擴散。這些「隔離簾」可在CVD反應器10的前端(入口)及後端(出口)、和在CVD反應器10內部產生的不同區域間引入。在一範例中，氮或氬可注入注入埠24，以將污染物，例如，氧，從一特定區域清除，並接著從鄰接的排氣埠22排出。藉由使用「隔離簾」偕同反應器蓋組件20所產生的「路徑」和「區域」，CVD反應器10將氣體隔離限制在二維配置，其在區域間保護並隔離反應器使之免於外側污染物，例如，空氣。
第2、5、6、7和8圖提供晶圓載體軌道30之實施例的不同視圖。晶圓載體軌道30可提供一懸浮型系統，以便晶圓可跨晶圓載體軌道30之氣孔33所供應的氣體緩衝，例如，氮或氬，浮動。回頭參照第2圖，晶圓載體軌道30通常定義一矩形主體，其具有上部分31和下部分32。上部分31包含側表面35，其從晶圓載體軌道30的頂表面延伸，並沿著晶圓載體軌道30的縱長度配置，從而定義一「導引路徑」，晶圓沿著此「導引路徑」行進通過CVD反應器。導引路徑的寬度(例如，側表面35內側之間的距離)可位於約110毫米至約130毫米的範圍間，導引路徑的高度可位於約30毫米至約50毫米的範圍間，且導引路徑的長度可位於約970毫米至約1030毫米的範圍間，不過，這些尺寸可針對不同應用延伸超出這些範圍。上部分31可包含一凹入的底表面，且下部分32可包含一凹入的頂表面，以致當接合在一起時，在其間會形成氣體空腔36。氣體空腔36可用於循環及分配注入氣體空腔36的氣體至晶圓載體軌道30的導引路徑，以產生氣體緩衝。沿著晶圓載體軌道30之氣體空腔36的數目、大小、形狀和位置可改變。側表面35和氣體空腔36兩者實質上可延伸晶圓載體軌道30的縱長度。晶圓載體軌道30可形成如單一立體結構部件，或其可由數個耦合在一起的鏈段構成。在一實施例中，晶圓載體軌道30可以一角度傾斜，以致入口升高超過出口，以便晶圓可藉助於重力往軌道下方浮動。如上文所討論，晶圓載體軌道30的側表面35可容納在形成於反應器蓋組件20之隆起部分26和凸緣構件25之間的間隙中，以封閉沿著晶圓載體軌道30的「導引路徑」，並進一步定義和隆起部分26沿著晶圓載體軌道30共同形成的「區域」。
第5圖顯示一晶圓載體軌道30的實施例。如所示，晶圓載體軌道30包含複數個氣孔33，其沿著晶圓載體軌道30的導引路徑，並介於側表面35之間。氣孔33可沿著晶圓載體軌道30的導引路徑以多列均勻配置。氣孔33的直徑可包含約0.2毫米至約0.10毫米間的範圍，且氣孔33的間距可包含約10毫米至約30毫米間的範圍，但這些尺寸可針對不同應用延伸超出這些範圍。沿著晶圓載體軌道30之氣孔33的數目、大小、形狀和位置可改變。在一替代的實施例中，氣孔33可包含矩形狹縫或狹槽列，其沿著晶圓載體軌道30的導引路徑配置。
氣孔33與配置在晶圓載體軌道30之導引路徑下方的氣體空腔36交流。供應給氣體空腔36的氣體係透過氣孔33均勻釋放，以沿著晶圓載體軌道30發展氣體緩衝。放置在晶圓載體軌道30之導引路徑上的晶圓可藉由下方所供應的氣體懸浮，且容易沿著晶圓載體軌道30的導引路徑運送。懸浮晶圓和晶圓載體軌道30之導引路徑間的間隙可大於約0.05毫米，但可依據不同應用改變。此懸浮型系統減少和晶圓載體軌道30之導引路徑連續直接接觸所產生的任何拖曳效應。此外，氣體埠34可沿著側表面35之側邊鄰接晶圓載體軌道30的導引路徑設置。這些氣體埠34可用作透過氣孔33供應之氣體的排氣裝置。或者，這些氣體埠34可用於橫向注入氣體至晶圓載體軌道30的中心，以幫助穩定並置中沿著晶圓載體軌道30之導引路徑浮動的晶圓。在一替代的實施例中，晶圓載體軌道30的導引路徑可包含逐漸變細的輪廓，以幫助穩定並置中沿著晶圓載體軌道30之導引路徑浮動的晶圓。
第6圖顯示晶圓載體軌道30之實施例的前視圖。如所示，晶圓載體軌道30包含上部分31和下部分32。上部分31包含側表面35，其定義沿著晶圓載體軌道30之長度的「導引路徑」。上部分31可進一步包含側表面35，其在側表面35的側邊之間定義凹入部分39。這些凹入部分39可適於容納反應器蓋組件20之凸緣構件25(示於第2圖)，以將反應器蓋組件20和晶圓載體軌道30耦合在一起，並封閉沿著晶圓載體軌道30的導引路徑。同樣示於第5圖者為氣孔33，其從晶圓載體軌道30的導引路徑延伸至氣體空腔36。下部分32可作用如上部分31的支撐，並可包含凹入的底表面。注入管線38可連接至下部分32，以便氣體可透過管線38注入至氣體空腔36。
第7圖顯示晶圓載體軌道30的側視圖，其沿著整個晶圓載體軌道30之長度具有進入氣體空腔36的單一注入管線38。或者，晶圓載體軌道30可沿著其長度包含多個氣體空腔36和多個注入管線38。或者，晶圓載體軌道30還可包含多個鏈段，各鏈段具有單一氣體空腔及單一注入管線38。或者，晶圓載體軌道30還可包含上述氣體空腔36和注入管線38之配置的組合。
第8圖顯示晶圓載體軌道30之實施例的橫剖面透視圖，其具有上部分31和下部分32。上部分31具有側表面35、氣孔33和配置在下部分32上的氣體空腔36。在此實施例中，側表面35和下部分32為中空，其實質上可減輕晶圓載體軌道30的重量，並可增強晶圓載體軌道30相對沿著晶圓載體軌道30行進之晶圓的熱控制。
第9圖顯示反應器蓋組件20，其耦合至晶圓載體軌道30或和晶圓載體軌道30一起。O環可用於密封反應器蓋組件20和晶圓載體軌道30的介面。如所示，進入CVD反應器10的入口可按尺寸製作以容納不同大小的晶圓。在一實施例中，形成在反應器蓋組件20之隆起部分26和晶圓載體軌道30之導引路徑間並在其中容納晶圓的間隙60係按照尺寸，以幫助防止區域間的氣體逆擴散，並按照尺寸以幫助確保在CVD製程期間，供應給晶圓的氣體在間隙厚度和晶圓各處均勻分配。在一實施例中，間隙60可形成在主體28的下表面27和晶圓載體軌道30的導引路徑間。在一實施例中，間隙60可形成在氣體歧管組件的下表面和晶圓載體軌道30的導引路徑間。在一實施例中，間隙60的厚度可位於約0.5毫米至約5毫米的範圍間，並可沿著反應器蓋組件20和晶圓載體軌道30之長度改變。在一實施例中，晶圓可具有位於約50毫米至約150毫米之範圍間的長度，位於約50毫米至約150毫米之範圍間的寬度，和位於約0.5毫米至約5毫米之範圍間的厚度。在一實施例中，晶圓可包含一基底層，其具有配置在基底層上的個別帶層。個別的帶係在CVD製程中處理。這些個別的帶可包含約10公分長度乘約1公分寬度(然而亦可使用其他大小)，並可以此方式形成，以幫助從晶圓移除已處理的帶，並降低在CVD製程期間於已處理的帶上所感生的應力。CVD反應器10可適於針對不同應用容納具有延伸超出上述範圍之尺寸的晶圓。
CVD反應器10可適於以，例如，輸送帶型系統，提供晶圓之自動且連續的饋入和退出反應器。晶圓可在反應器的一端藉由，舉例來說，透過CVD製程傳遞之輸送帶，而饋入CVD反應器10，並在反應器的相對端藉由，舉例來說，使用手動及/或自動化系統之擷取器，而移除。CVD反應器10可適於在約每10分鐘一個晶圓至約每10秒鐘一個晶圓的範圍間生產晶圓，並可針對不同應用延伸超出此範圍。在一實施例中，CVD反應器10每分鐘可適於生產6至10個已處理晶圓。
第10A圖顯示一CVD反應器100的替代實施例。CVD反應器100包含反應器主體120、晶圓載體軌道130、晶圓載體140、和加熱燈組件150。反應器主體120可定義一矩形主體，並可由鉬、石英、不鏽鋼或其他類似材料形成。反應器主體120可封閉晶圓載體軌道130，且實質上延伸晶圓載體軌道130的長度。晶圓載體軌道130亦可定義一矩形主體，並可由石英或其他低熱傳導材料形成，以協助CVD製程期間的溫度分布。晶圓載體軌道130可配置為提供一懸浮型系統，其供應氣體緩衝以沿著晶圓載體軌道130傳遞晶圓。如所示，一具有v形頂135的導管，例如，氣體空腔137，沿著晶圓載體軌道130之導引路徑的縱軸居中放置。氣體透過氣體空腔137供應，並透過頂135中的氣孔注入，以供應氣體緩衝使底表面上具有對應v形凹口(未顯示)的晶圓沿著晶圓載體軌道130浮動。在一實施例中，反應器主體120和晶圓載體軌道130各自為單一結構部件。在一替代實施例中，反應器主體120包含多個鏈段，其耦合在一起以形成完整的結構部件。在一替代實施例中，晶圓載體軌道130包含多個鏈段，其耦合在一起以形成完整的結構部件。
同樣示於第10A圖者為晶圓載體140，其適於沿著晶圓載體軌道130運送單一晶圓(未顯示)或晶圓帶160。晶圓載體140可由石墨或其他類似材料形成。在一實施例中，晶圓載體140可沿著底表面具有v形凹口136，以對應晶圓載體軌道130的v形頂135。配置在v形頂135上方的v形凹口136幫助沿著晶圓載體軌道130導引晶圓載體140。晶圓載體140可用於運送晶圓帶160通過CVD製程，以幫助減少製程期間在晶圓上施予的熱應力。氣體空腔137之頂135中的氣孔可沿著晶圓載體140的底部引導氣體緩衝，其利用對應的v形特徵結構，以在CVD製程期間幫助穩定並置中晶圓載體140，從而是晶圓帶160。如上述，晶圓可設在帶160中，以幫助從晶圓載體140移除已處理的帶，並減少在CVD製程期間於帶上所感生的應力。
在另一實施例中，第10B至10F圖繪示晶圓載體70，其可用於運送晶圓通過種種處理腔室，包含：如此處所述的CVD反應器、和其他用於沉積或蝕刻的處理腔室。晶圓載體70具有短側邊71、長側邊73、上表面72、和下表面74。晶圓載體70係繪示為具有矩形幾何形狀，但亦可具有正方形幾何形狀、圓形幾何形狀或其他幾何形狀。晶圓載體70可包含或由石墨或其他材料形成。晶圓載體70通常以短側邊71面向前方，而長側邊73面向CVD反應器的側邊行進通過CVD反應器。
第10B圖繪示晶圓載體70的頂視圖，其在上表面72上包含3個壓痕75。當在製程期間傳送通過CVD反應器時，晶圓可放置在壓痕75內部。雖然繪示為具有3個壓痕75，上表面72可具有更多或更少的壓痕，包括沒有壓痕。舉例來說，晶圓載體70的上表面72可包含0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12或更多的壓痕以容納晶圓。在某些範例中，一或多個晶圓可直接配置在不具有任何壓痕的上表面72上。
第10C圖繪示晶圓載體70的底視圖，其在下表面74上包含壓痕78，如在此處之一實施例中所述。一旦在晶圓載體70下方引入氣體緩衝，壓痕78可用於幫助晶圓載體70的懸浮。氣流可引導至壓痕78，其聚積氣體以形成氣體緩衝。晶圓載體70的下表面74可不具壓痕，或可具有一個壓痕78(第10C圖)、兩個壓痕78(第10D至10F圖)、三個壓痕78(未顯示)或更多。壓痕78可具有筆直或逐漸變細的側邊。在一範例中，壓痕78具有逐漸變細的側邊，以致側邊76比具有更平緩之角度變化的側邊77更為陡峭或更為險峻。壓痕78內部的側邊77可逐漸變細，以補償跨晶圓載體70的溫度梯度。在另一範例中，壓痕78具有筆直的側邊和逐漸變細的側邊，以致側邊76筆直而側邊77逐漸變細，或側邊77筆直而側邊76逐漸變細。或者，壓痕78可具有皆為筆直的側邊，以致側邊76和77筆直。
在另一實施例中，第10D至10F圖說明晶圓載體70的底視圖，其在下表面74上包含兩個壓痕78。一旦在晶圓載體70下方引入氣體緩衝，兩個壓痕78幫助懸浮晶圓載體70。氣流可引導至壓痕78，其聚積氣體以形成氣體緩衝。壓痕78可具有筆直或逐漸變細的側邊。在如第10E圖所示之一範例中，壓痕78具有皆為筆直的側邊，以致側邊76和77筆直，例如，垂直下表面74的平面。在如第10F圖所示之另一範例中，壓痕78具有皆為逐漸變細的側邊，以致側邊76比具有更平緩之角度變化的側邊77更為陡峭或更為險峻。壓痕78內部的側邊77可逐漸變細，以補償跨晶圓載體70的溫度梯度。或者，壓痕78可具有筆直側邊和逐漸變細側邊的組合，以致側邊76筆直而側邊77逐漸變細，或側邊77筆直而側邊76逐漸變細。
晶圓載體70包含熱通量，其從下表面74延伸至上表面72並至任何配置在其上的晶圓。熱通量可受控於內部壓力和處理系統長度兩者。晶圓載體70的輪廓可逐漸變細，以補償熱從其他源散失。在製程期間，熱透過晶圓載體70的邊緣，例如，短側邊71和長側邊73，散失。不過，熱散失可藉由減少懸浮中之導引路徑的間隙來允許更多熱通量進入晶圓載體70的邊緣而獲得補償。
第10A圖亦繪示反應器主體120，其配置在加熱燈組件150上。加熱燈組件150可配置為藉由沿著CVD反應器的長度升高和降低反應器主體120、晶圓載體軌道130、且特別是晶圓的溫度來控制CVD反應器內部的溫度分布。加熱燈組件150可包含複數個加熱燈，其沿著晶圓載體軌道130的縱長度配置。在一實施例中，加熱燈組件150包含個別受控的加熱燈，其沿著晶圓載體軌道130的長度配置。在一替代實施例中，加熱燈組件150包含一組加熱燈，其可移動並在晶圓沿著晶圓載體軌道130行進時跟隨之。加熱燈組件150的實施例亦可用作上文關於第1圖所述之加熱燈組件50。
在一替代實施例中，其他類型的加熱組件(未顯示)可用來代替加熱燈組件150加熱反應器主體120。在一實施例中，一加熱組件可包含電阻加熱元件，例如，電阻加熱器，其可沿著晶圓載體軌道130的長度個別控制。在一範例中，一電阻加熱元件可黏合至或漆在反應器主體120、晶圓載體軌道130或晶圓載體140上。在替代的實施例中，可用來加熱反應器主體120之另一類型的加熱元件為電感加熱元件，例如，具有射頻功率源者(未顯示)。電感加熱元件可耦合至或和反應器主體120、晶圓載體軌道130及/或晶圓載體140一起。此處所述之不同類型之加熱組件的實施例(包含加熱燈組件50和150)可獨立使用或和CVD反應器結合使用。
在一實施例中，加熱燈組件150可配置為在CVD反應器中加熱晶圓至位於約攝氏300度到約攝氏800度之範圍內的溫度。在一實施例中，加熱燈組件150可配置為在引入CVD反應器的沉積區前，將晶圓溫度提高到適當的製程溫度。在一實施例中，加熱燈組件150可與CVD反應器一同配置，以在引入CVD反應器的沉積區前，使晶圓達到約攝氏300度至約攝氏800度之範圍內的溫度。在一實施例中，於進入CVD反應器的一或多個沉積區前，晶圓可加熱至製程溫度範圍內以幫助沉積製程，且當晶圓通過一或多個沉積區時，晶圓溫度可維持在製程溫度範圍內。當沿著晶圓載體軌道移動時，晶圓可加熱至並維持在製程溫度範圍內。晶圓之中心溫度對邊緣溫度彼此可位於攝氏10度內。
第11至17圖繪示可與此處所述之CVD反應器併用之CVD製程的不同配置。第11圖繪示第一配置200，其具有入口隔離器組件220、第一隔離器組件230、第二隔離器組件240、第三隔離器組件250和出口隔離器組件260。複數個沉積區290可沿著CVD反應器的晶圓載體軌道設置，並可為隔離器組件所圍繞。介於這些隔離器組件的每一個之間，可設置一或多個排氣裝置225，以移除在各隔離器組件或沉積區供應給晶圓的任何氣體。如所示，一前驅物氣體可從入口隔離器組件220注入，其遵循一二維路徑，例如，下至晶圓然後沿著晶圓載體軌道的長度，舉例來說，其藉由流動路徑210指示之。氣體接著透過排氣裝置225向上排出，排氣裝置225可設置在隔離器組件220的各側邊上。氣體可對準入口隔離器組件220，然後沿著晶圓載體軌道的長度，舉例來說，其藉由流動路徑215指示之，以防止污染物進入CVD反應器的入口。在中間隔離器組件，例如，隔離器組件230，或在沉積區290注入的氣體可從晶圓流動向上游行進，舉例來說，其藉由流動路徑219指示之。此氣體逆擴散可透過鄰接的排氣裝置接收，以防止沿著CVD反應器之晶圓載體軌道的污染物或區域間的氣體混合。此外，透過隔離器組件以晶圓流動方向，例如，沿著流動路徑210，注入之氣體的流速亦可適於進一步防止逆擴散進入隔離區。沿著流動路徑210的層狀流動可以不同流速流動，以符合，舉例來說，在排氣裝置225下方之接合面217，的任何氣體逆擴散，以防止來自隔離器組件230的氣體逆擴散進入隔離器組件220所發展的隔離區。在一實施例中，當晶圓沿著晶圓載體軌道行進時，在其進入沉積區290前，可將其加熱到製程溫度範圍內。當晶圓沿著晶圓載體軌道行進通過沉積區290時，晶圓溫度可維持在製程溫度範圍內。當晶圓沿著晶圓載體軌道剩餘的部分行進時，一旦其退出沉積區290，則可將其冷卻至特定的溫度範圍內。
可改變隔離區和沉積區的長度以減少氣體逆擴散的效應。在一實施例中，所產生之隔離區的長度範圍可從長度約1公尺至約2公尺，但可針對不同應用延伸超出此範圍。
亦可改變從隔離器組件注入之氣體的流速以減少氣體逆擴散的效應。在一實施例中，入口隔離器組件220和出口隔離器組件260可以每分鐘約30公升供應前驅物氣體，而第一230、第二240和第三250隔離器組件可以每分鐘約3公升供應前驅物氣體。在一實施例中，入口隔離器組件220和出口隔離器組件260所供應的前驅物氣體可包含氮。在一實施例中，第一230、第二240和第三250隔離器組件所供應的前驅物氣體可包含胂。在一實施例中，兩個隔離器組件每分鐘可供應總計約6公升的氮。在一實施例中，三個隔離器組件每分鐘可供應總計約9公升的胂。
亦可改變隔離區間隙，例如，介於晶圓載體軌道之導引路徑和反應器蓋組件之隆起部分間的厚度，或者，晶圓經此行進進出CVD反應器的間隔厚度，以減少氣體逆擴散的效應。在一實施例中，隔離器間隙可位於約0.1毫米至約5毫米的範圍間。
第18圖說明數個流動路徑配置900，其可由CVD反應器提供。流動路徑配置900可用於透過一或多個隔離器組件注入氣體、注入氣體至沉積區、及/或從隔離及/或沉積區排出氣體。雙重流動路徑配置910顯示以和晶圓流動路徑相同之方向、以及以和晶圓流動路徑相反之方向引導的氣體。此外，由於較寬的流動面積911，可引導較大的流動容積通過雙重流動路徑配置910。此較寬的流動面積911可適於和此處所述的其他實施例併用。單一流動路徑配置920顯示以單一方向引導的氣體，該單一方向可為和晶圓流動路徑相同或相反的方向。此外，由於窄流動面積921，可引導低流動容積通過單一流動路徑配置920。此較窄的流動面積921可適於和此處所述的其他實施例併用。排氣流動路徑配置930顯示氣體可從鄰接區域，例如，鄰接的隔離區、鄰接的沉積區或鄰接沉積區的隔離區，透過較寬的流動面積931排出。
在一實施例中，第一排氣/注入器流動路徑配置940顯示雙重流動路徑配置941，其具有配置在排氣流動路徑944和單一注入流動路徑945之間的窄流動面積943。亦顯示較窄的間隙942部分，晶圓可沿著此部分行進通過CVD反應器。如上文所述，間隙942可沿著CVD反應器的晶圓載體軌道改變，從而允許氣體直接並均勻地注入到晶圓表面上。此較窄間隙942部分可用於在沉積區中之反應期間提供注入到晶圓上之氣體的完全消耗或接近完全消耗。此外，間隙942可用來幫助隔離及/或沉積製程期間的熱控制。當注入到晶圓上時，注入較窄間隙942部分的氣體可維持較高溫度。
在一實施例中，第二排氣/注入器流動路徑配置950提供第一排氣流動路徑954，其具有寬流動面積；第一雙重流動路徑配置951，其具有窄間隙部分952和流動面積953；第一單一注入流動路徑955，其具有寬流動面積；複數個單一注入流動路徑956，其具有窄流動面積和寬間隙部分；第二排氣流動路徑957，其具有寬流動面積；第二雙重流動路徑配置958，其具有窄間隙部分959和流動面積；及第二單一注入流動路徑960，其具有寬流動面積和間隙部分。
在一實施例中，透過隔離器組件注入的氣體可以和晶圓流動路徑相同的方向引導。在一替代實施例中，透過隔離器組件注入的氣體可以和晶圓流動路徑相反的方向引導。在一替代實施例中，透過隔離器組件注入的氣體可以和晶圓流動路徑相同以及相反的兩個方向引導。在一替代實施例中，隔離器組件可依據其在CVD反應器中的位置以不同方向引導氣體。
在一實施例中，注入沉積區的氣體可以和晶圓流動路徑相同的方向引導。在一替代實施例中，注入沉積區的氣體可以和晶圓流動路徑相反的方向引導。在一替代實施例中，注入沉積區的氣體可以和晶圓流動路徑相同以及相反的兩個方向引導。在一替代實施例中，氣體可依據CVD反應器中的沉積區位置以不同方向引導。
第12圖繪示第二配置300。一或多個晶圓310係引入CVD反應器的入口，並沿著反應器的晶圓載體軌道行進。反應器蓋組件320提供數個氣體隔離簾350，其位在CVD反應器的入口和出口，亦位在沉積區340、380、390之間，以防止污染以及沉積區和隔離區之間的氣體混合。氣體隔離簾和沉積區可由反應器蓋組件320的一或多個氣體歧管組件提供。這些沉積區包含砷化鋁沉積區340、砷化鎵沉積區380和含磷砷化鎵沉積區390，從而形成多層磊晶沉積製程與結構。當一或多個晶圓310沿著通常可包含晶圓載體軌道和加熱燈組件的反應器底部部分330行進時，晶圓310可在進入沉積區340、380、390前以及一經離開沉積區340、380、390後，於反應器的入口和出口遭受溫度斜升360，以遞增地增加及降低晶圓溫度，以減少施予在晶圓310上的熱應力。晶圓310可在進入沉積區340、380、390前加熱到製程溫度範圍內，以幫助沉積製程。當晶圓310行進通過沉積區340、380、390時，晶圓溫度可維持在熱區370內，以協助沉積製程。一或多個晶圓310可設置在一輸送帶系統上，以連續饋送及接收晶圓進出CVD反應器。
第13圖繪示第三配置400。CVD反應器可配置為供應氮410給反應器，以使晶圓在入口和出口沿著反應器的晶圓載體軌道浮動。氫/胂混合物420亦可用來使晶圓在出口和入口之間沿著CVD反應器的晶圓載體軌道浮動。第三配置400的階段可由反應器蓋組件的一或多個氣體歧管組件提供。沿著晶圓載體軌道的階段可包含；入口氮隔離區415、預熱排氣區425、氫/胂混合物預熱隔離區430、砷化鎵沉積區435、砷化鎵排氣區440、砷化鋁鎵沉積區445、砷化鎵N層沉積區450、砷化鎵P層沉積區455、含磷氫胂隔離區460、第一含磷砷化鋁鎵沉積區465、含磷砷化鋁鎵排氣區470、第二含磷砷化鋁鎵沉積區475、氫/胂混合物冷卻隔離區480、冷卻排氣區485和出口氮隔離區490。當晶圓沿著通常可包含晶圓載體軌道和加熱燈組件的反應器底部部分行進時，晶圓可在進入沉積區435、445、450、455、465、475前以及一經離開沉積區435、445、450、455、465、475後，於反應器的入口和出口遭受一或多個溫度斜升411，以遞增地增加及降低晶圓溫度，以減少施予在晶圓上的熱應力。晶圓可在進入沉積區435、445、450、455、465、475前加熱到製程溫度範圍內，以幫助沉積製程。當晶圓行進通過沉積區435、445、450、455、465、475時，晶圓溫度可維持在熱區412內，以協助沉積製程。如所示，行進通過第三配置400之晶圓的溫度可在通過入口隔離區415時增加；可在行進通過區域430、435、440、445、450、455、460、465、470、475時維持；並可在接近氫/胂混合物冷卻隔離區480以及沿著晶圓載體軌道的剩餘部分行進時降低。
第14圖繪示第四配置500。CVD反應器可配置為供應氮510給反應器，以使一或多個晶圓在入口和出口沿著反應器的晶圓載體軌道浮動。氫/胂混合物520亦可用來使晶圓在出口和入口之間沿著CVD反應器的晶圓載體軌道浮動。第四配置500的階段可由反應器蓋組件的一或多個氣體歧管組件提供。沿著晶圓載體軌道的階段可包含：入口氮隔離區515、預熱排氣區525、氫/胂混合物預熱隔離區530、排氣區535、沉積區540、排氣區545、氫/胂混合物冷卻隔離區550、冷卻排氣區555、隔離區560和出口氮隔離區545。在一實施例中，沉積區540可包含一振盪噴淋頭組件。當晶圓沿著通常可包含晶圓載體軌道和加熱燈組件的反應器底部部分行進時，晶圓可在進入沉積區540前以及一經離開沉積區540後，於反應器的入口和出口遭受一或多個溫度斜升511、513，以遞增地增加及降低晶圓溫度，以減少施予在晶圓上的熱應力。晶圓可在進入沉積區540前加熱到製程溫度範圍內，以幫助沉積製程。在一實施例中，晶圓可在行進通過溫度斜升511時，加熱及/或冷卻到一第一溫度範圍內。在一實施例中，晶圓可在行進通過溫度斜升513時，加熱及/或冷卻到一第二溫度範圍內。該第一溫度範圍可大於、小於及/或等於該第二溫度範圍。當晶圓行進通過沉積區540時，晶圓溫度可維持在熱區512內，以協助沉積製程。如所示，行進通過第四配置500之晶圓的溫度可在通過入口隔離區515時增加；可在行進通過沉積區540時維持；並可在接近氫/胂混合物冷卻隔離區550和隔離區560以及沿著晶圓載體軌道的剩餘部分行進時降低。
第15圖繪示第五配置600。CVD反應器可配置為供應氮610給反應器，以使一或多個晶圓在入口和出口沿著反應器的晶圓載體軌道浮動。氫/胂混合物620亦可用來使晶圓在出口和入口之間沿著CVD反應器的晶圓載體軌道浮動。第五配置600的階段可由反應器蓋組件的一或多個氣體歧管組件提供。沿著晶圓載體軌道的階段可包含：入口氮隔離區615、具有流量平衡限制器的預熱排氣區625、主動氫/胂混合物隔離區630、砷化鎵沉積區635、砷化鋁鎵沉積區640、砷化鎵N層沉積區645、砷化鎵P層沉積區650、含磷砷化鋁鎵沉積區655、冷卻排氣區660和出口氮隔離區665。當晶圓沿著通常可包含晶圓載體軌道和加熱燈組件的反應器底部部分行進時，晶圓可在進入沉積區635、640、645、650、655前以及一經離開沉積區635、640、645、650、655後，於反應器的入口和出口遭受一或多個溫度斜升611，以遞增地增加及降低晶圓溫度，以減少施予在晶圓上的熱應力。晶圓可在進入沉積區635、640、645、650、655前加熱到製程溫度範圍內，以幫助沉積製程。當晶圓行進通過沉積區635、640、645、650、655時，晶圓溫度可維持在熱區612內，以協助沉積製程。如所示，行進通過第五配置600之晶圓的溫度可在通過入口隔離區615和接近主動氫/胂混合物隔離區630時增加；可在行進通過沉積區635、640、645、650、655時維持；並可在接近冷卻排氣區660以及沿著晶圓載體軌道的剩餘部分行進時降低。
第16圖繪示第六配置700。CVD反應器可配置為供應氮710給反應器，以使一或多個晶圓在入口和出口沿著反應器的晶圓載體軌道浮動。氫/胂混合物720亦可用來使晶圓在出口和入口之間沿著CVD反應器的晶圓載體軌道浮動。第六配置700的階段可由反應器蓋組件的一或多個氣體歧管組件提供。沿著晶圓載體軌道的階段可包含：入口氮隔離區715、具有流量平衡限制器的預熱排氣區725、砷化鎵沉積區730、砷化鋁鎵沉積區735、砷化鎵N層沉積區740、砷化鎵P層沉積區745、含磷砷化鋁鎵沉積區750、具有流量平衡限制器的冷卻排氣區755和出口氮隔離區760。當晶圓沿著通常可包含晶圓載體軌道和加熱燈組件的反應器底部部分行進時，晶圓可在進入沉積區730、735、740、745、750前以及一經離開沉積區730、735、740、745、750後，於反應器的入口和出口遭受一或多個溫度斜升711，以遞增地增加及降低晶圓溫度，以減少施予在晶圓上的熱應力。晶圓可在進入沉積區730、735、740、745、750前加熱到製程溫度範圍內，以幫助沉積製程。當晶圓行進通過沉積區730、735、740、745、750時，晶圓溫度可維持在熱區712內，以協助沉積製程。如所示，行進通過第六配置700之晶圓的溫度可在通過入口隔離區715和接近砷化鎵沉積區730時增加；可在行進通過沉積區730、735、740、745、750時維持；並可在接近冷卻排氣區755以及沿著晶圓載體軌道的剩餘部分行進時降低。
第17圖繪示第七配置800。CVD反應器可配置為供應氮810給反應器，以使一或多個晶圓在入口和出口沿著反應器的晶圓載體軌道浮動。氫/胂混合物820亦可用來使晶圓在出口和入口之間沿著CVD反應器的晶圓載體軌道浮動。第七配置800的階段可由反應器蓋組件的一或多個氣體歧管組件提供。沿著晶圓載體軌道的階段可包含：入口氮隔離區815、預熱排氣區825、沉積區830、冷卻排氣區835和出口氮隔離區840。在一實施例中，沉積區830可包含一振盪噴淋頭組件。當晶圓沿著通常可包含晶圓載體軌道和加熱燈組件的反應器底部部分行進時，晶圓可在進入沉積區830前以及一經離開沉積區830後，於反應器的入口和出口遭受一或多個溫度斜升811、813，以遞增地增加及降低晶圓溫度，以減少施予在晶圓上的熱應力。晶圓可在進入沉積區830前加熱到製程溫度範圍內，以幫助沉積製程。在一實施例中，晶圓可在行進通過溫度斜升811時，加熱及/或冷卻到一第一溫度範圍內。在一實施例中，晶圓可在行進通過溫度斜升813時，加熱及/或冷卻到一第二溫度範圍內。該第一溫度範圍可大於、小於及/或等於該第二溫度範圍。當晶圓行進通過沉積區830時，晶圓溫度可維持在熱區812內，以協助沉積製程。如所示，行進通過第七配置800之晶圓的溫度可在通過入口隔離區815和接近沉積區830時增加；可在行進通過沉積區830時維持；並可在接近冷卻排氣區840以及沿著晶圓載體軌道的剩餘部分行進時降低。
在一實施例中，CVD反應器可配置為以1μm/分的沉積速率示範高品質砷化鎵和砷化鋁鎵雙異質結構之沉積；示範高品質砷化鋁磊晶橫向過度生長之犧牲層；及定義每分鐘能夠提供6至10個晶圓產量之晶圓載體軌道。
在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供每分鐘一個10公分乘10公分晶圓的沉積速率。在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供300奈米的砷化鎵緩衝層。在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供30奈米的砷化鋁鎵鈍化層。在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供1000奈米的砷化鎵主動層。在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供30奈米的砷化鋁鎵鈍化層。在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供每平方公分小於1E4的差排密度；99%的光致發光效率；及250奈秒的光致發光壽命。
在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供具有5nm±0.5nm沉積之磊晶橫向過度生長層；大於1E6的蝕刻選擇性；零針孔；和每小時大於0.2mm的砷化鋁蝕刻速度。
在一實施例中，該CVD反應器可配置為針對高於300℃的溫度提供不大於10℃之中心對邊緣的溫度不均勻性；不超過5的V-III比率；和800℃的最大溫度。
在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供一沉積層，其具有：300nm的砷化鎵緩衝層；5nm的砷化鋁犧牲層；10nm的砷化鋁鎵窗層；700nm的砷化鎵2E17矽主動層；300nm的砷化鋁鎵1E19 C P+層；和300nm的砷化鎵1E19 C P+層。
在一實施例中，該CVD反應器可配置為提供一沉積層，其具有：300nm的砷化鎵緩衝層；5nm的砷化鋁犧牲層；10nm的磷化鎵銦窗層；700nm的砷化鎵2E17矽主動層；100nm的砷化鎵C P層；300nm的磷化鎵銦P窗層；20nm的磷化鎵銦1E20 P+隧道接合層；20nm的磷化鎵銦1E20 N+隧道接合層；30nm的砷化鋁鎵窗；400nm的磷化鎵銦N主動層；100nm的磷化鎵銦P主動層；30nm的砷化鋁鎵P窗；和300nm的砷化鎵P+接觸層。
本發明之實施例大體上係關於懸浮的基板載體或支撐。在一實施例中，提供一用於支撐及運送至少一個基板或晶圓通過一反應器的基板載體，其包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；及至少一個壓痕袋，其配置在該下表面內部。在另一實施例中，該基板載體包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；及至少兩個壓痕袋，其配置在該下表面內部。在另一實施例中，該基板載體包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；一壓痕區域，其位於該上表面內部；及至少兩個壓痕袋，其配置在該下表面內部。在另一實施例中，該基板載體包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；一壓痕區域，其位於該上表面內部；及至少兩個壓痕袋，其配置在該下表面內部，其中各壓痕袋具有一矩形幾何形狀及四側壁，其垂直或實質上垂直延伸至該下表面。在另一實施例中，該基板載體包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；及至少兩個壓痕袋，其配置在該下表面內部，其中各壓痕袋具有一矩形幾何形狀及四側壁，其垂直或實質上垂直延伸至該下表面。
在另一實施例中，提供一用於支撐及運送至少一個基板通過一反應器的基板載體，其包含：一基板載體主體，其包含一上表面和一下表面；及至少一個壓痕袋，其配置在該下表面內部。該基板載體主體可具有一矩形幾何形狀、一正方形幾何形狀或另一類型的幾何形狀。在一範例中，該基板載體主體具有兩個短側邊及兩個長側邊，其中該兩個短側邊之一為該基板載體主體的前部，且另一個短側邊為該基板載體主體的後部。該基板載體主體可包含石墨或由石墨製成。
在某些範例中，該上表面包含至少一個配置在其中的壓痕區域。該上表面內部之該壓痕區域係配置為在其上固持一基板。在其他範例中，該上表面可具有至少兩個、三個、四個、八個、十二個或更多的該壓痕區域。在另一範例中，該上表面不具有壓痕區域。
在另一實施例中，該下表面可具有至少兩個該壓痕袋，其係配置為接受一氣體緩衝。在某些範例中，該下表面具有一個、三個或更多的該壓痕袋。該壓痕袋可具有一矩形幾何形狀、一正方形幾何形狀或另一類型的幾何形狀。各該壓痕袋通常具有兩個短側邊及兩個長側邊。在一範例中，該短側邊及該長側邊是筆直的。該短側邊及該長側邊係相對該下表面垂直。在另一範例中，該兩個短側邊的至少一個以一第一角度逐漸變細，該兩個長側邊的至少一個以一第二角度逐漸變細，且該第一角度可大於或小於該第二角度。在另一範例中，該兩個短側邊的至少一個是筆直的，且該兩個長側邊的至少一個是逐漸變細的。在另一範例中，該兩個短側邊的至少一個是逐漸變細的，且該兩個長側邊的至少一個是筆直的。在一實施例中，該壓痕袋具有一矩形幾何形狀，且該壓痕袋係配置為接受一氣體緩衝。該壓痕袋可具有逐漸變細的側壁，其從該上表面開始逐漸變細。
在另一實施例中，提供在一氣相沉積製程期間用於懸浮配置在一基板載體之一上表面上之基板的方法，其包含：將一基板載體之一下表面暴露至一氣流；在該基板載體下方形成一氣體緩衝；在一處理腔室內部懸浮該基板載體；及在該處理腔室內部沿著一路徑移動該基板載體。在許多範例中，沿著該路徑之該基板載體的移動及/或該基板載體的速度可藉由調整該氣流流速來控制。該氣體緩衝可形成在配置於該下表面內部的該至少一個壓痕袋內部。在某些範例中，該下表面具有至少兩個壓痕袋。該壓痕袋係配置為接受該氣體緩衝。該基板載體之一上表面包含至少一個壓痕區域，以支撐一基板。該壓痕袋可具有逐漸變細的側壁，其從該基板載體的該上表面開始逐漸變細。
在另一實施例中，提供在一氣相沉積製程期間用於懸浮配置在一基板載體上之基板的方法，其包含：將一基板載體之一下表面暴露至一氣流，其中至少一個晶圓係配置在該基板載體之一上表面上，且該下表面包含至少一個壓痕袋；在該基板載體下方形成一氣體緩衝；在一處理腔室內部懸浮該基板載體；及在該處理腔室內部沿著一路徑移動該基板載體。
在另一實施例中，提供在氣相沉積製程期間用於懸浮配置在一基板載體上之基板的方法，其包含：將一基板載體之一下表面暴露至一氣流，其中該下表面包含至少一個壓痕袋；在該基板載體下方形成一氣體緩衝；在一處理腔室內部懸浮該基板載體；及在該處理腔室內部沿著一路徑移動該基板載體。
在另一實施例中，提供在氣相沉積製程期間用於懸浮配置在一基板載體上之基板的方法，其包含：將一基板載體之一下表面暴露至一氣流，其中該下表面包含至少兩個壓痕袋；在該基板載體下方形成一氣體緩衝；在一處理腔室內部懸浮該基板載體；及在該處理腔室內部沿著一路徑移動該基板載體。
本發明之實施例大體上係關於一化學氣相沉積反應器系統及相關的使用方法。在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一蓋組件，例如，一頂板，其具有複數個沿著該頂板縱軸設置的隆起部分。該系統包含一軌道，其具有一沿著該軌道縱軸設置的導引路徑，例如，一通道，其中該通道適於容納該頂板之該複數個隆起部分，從而在該複數個隆起部分和該軌道之地板間形成一間隙，其中該間隙係配置為容納一基板。該系統包含一加熱組件，例如，一加熱元件，其可操作以在該基板沿著該軌道之該通道移動時加熱該基板。在一實施例中，該軌道可操作以沿該軌道之該通道浮動該基板。
在一實施例中，該系統包含一槽以支撐該軌道。該間隙可具有介於0.5及5毫米間或介於0.5及1毫米間的厚度。該頂板由鉬或石英形成，該軌道由石英或矽石形成。該頂板可操作以引導一氣體至該間隙，並可進一步包含複數個埠，其沿著該頂板縱軸設置，且配置在該複數個隆起部分間，從而定義介於該複數個隆起部分間的路徑。該複數個埠的一或多個適於傳遞及/或排出一氣體至位於該頂板之該複數個隆起部分及該軌道地板間的該間隙。
該加熱元件的範例包含：一加熱燈，其耦合至該軌道或和該軌道一起；複數個加熱燈，其沿著該軌道配置；一加熱燈組，其可操作以在該基板沿著該軌道通道移動時，沿著該軌道移動；電阻加熱器，其耦合至該軌道或和該軌道一起；一感應加熱源，其耦合至該基板及/或該軌道或和該基板及/或該軌道一起。該加熱元件可操作以維持一跨該基板的溫度差，其中該溫度差小於攝氏10度。在一實施例中，該化學氣相沉積系統為一大氣壓力化學氣相沉積系統。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一入口隔離器，其可操作以防止污染物由該系統之一入口進入該系統；一出口隔離器，其可操作以防止污染物由該系統之一出口進入該系統；及一中間隔離器，其配置在該入口和出口隔離器之間。該系統可進一步包含一第一沉積區，其配置為鄰接該入口隔離器；及一第二沉積區，其配置為鄰接該出口隔離器。該中間隔離器係配置在該沉積區之間，並可操作以防止該第一沉積區和該第二沉積區之間的氣體混合。
在一實施例中，該入口隔離器可進一步操作以防止注入該第一沉積區之氣體的逆擴散，該中間隔離器可進一步操作以防止注入該第二沉積區之氣體的逆擴散，且該出口隔離器可進一步操作以防止注入該第二沉積區之氣體的逆擴散。由該隔離器之至少一個所形成的隔離區具有介於1至2公尺之間的長度。一氣體，例如，氮，係以一第一流速，例如，約每分鐘30公升，注入該入口隔離器，以防止來自該第一沉積區之氣體的逆擴散。一氣體，例如，胂，係以一第一流速，例如，約每分鐘3公升，注入該中間隔離器，以防止該第一沉積區和該第二沉積區之間的氣體逆混合。一氣體，例如，氮，係以一第一流速，例如，約每分鐘30公升，注入該出口隔離器，以防止污染物由該系統之該出口進入該系統。在一實施例中，一排氣裝置係配置為鄰接各該隔離器，並可操作以排出該隔離器所注入的氣體。一排氣裝置可配置為鄰接各該沉積區，並可操作以排出注入該沉積區中的氣體。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一外殼；一軌道，其為該外殼所環繞，其中該軌道定義一導引路徑，例如，一通道，其適於導引該基板通過該化學氣相沉積系統。該系統包含一載體，其用於沿著該軌道通道移動該基板，其中該軌道可操作以使該載體沿著該軌道通道懸浮。該外殼由鉬、石英或不鏽鋼形成，該軌道由石英、鉬、熔融矽石、陶瓷形成，且該載體由石墨形成。
在一實施例中，該軌道包含複數個開口及/或一導管，其沿著該軌道地板配置，且各自可操作以供應一氣體緩衝給該通道和該載體之底表面，以舉升或懸浮該載體，以及實質上沿著該軌道通道將該載體置中。該導管可具有v形，且該載體可具有一沿著底表面配置的凹口(例如，v形)。一氣體係施加至該載體凹口，以實質上從該軌道地板舉升該載體，並實質上沿著該軌道通道將該載體置中。該軌道可，例如，以小於約十、二十或介於一和五度間的角度，傾斜，以允許該基板從該通道之一第一端移動並浮動至該通道之一第二端。該軌道及/或外殼可包含多個鏈段。
在一實施例中，該系統可包含：一輸送帶，其可操作以自動引入基板至該通道；一擷取器，其可操作以自動擷取來自該通道的基板；及/或一加熱元件，其可操作以加熱該基板。該加熱元件係耦合至該外殼、該基板及/或該軌道，或和該外殼、該基板及/或該軌道一起。該載體可操作以沿著該軌道通道運送該基板條料。
在一實施例中，提供一用於移動一基板通過一化學氣相沉積系統的軌道組件，其包含：一頂部，該頂部具有一地板；側支撐，例如，一對軌條，其配置為鄰接該地板，從而定義一導引路徑，例如，一通道，以沿著該地板導引該基板。一底部係耦合至該頂部或和該頂部一起，以在其間形成一或多個腔室。該頂部可包含一凹入的底表面，且該底部可包含一凹入的頂表面，以形成該腔室。在一實施例中，該頂部及/或該底部係由鉬、石英、矽石、氧化鋁或陶瓷形成。
在一實施例中，該頂部具有複數個開口，其配置通過該地板，以提供介於該腔室和該通道之間的流體溝通。一氣體緩衝，例如，氮，係從該腔室供應給該通道，以實質上從該頂部之該地板舉升，並沿著該頂部之該地板運送該基板。該地板可，例如，以小於約十、二十或介於一和五度間的角度，傾斜，以允許該基板從該通道之一第一端移動並浮動至該通道之一第二端。
在一實施例中，該頂部具有複數個開口，其配置通過鄰接該地板的該對軌條。一氣體通過該複數個開口供應，以實質上將沿著該頂部之該通道移動的該基板置中。該地板亦可包含一逐漸變細的輪廓及/或一經此供應氣體的導管，其各自可操作以實質上將沿著該頂部之該通道移動的該基板置中。該導管可具有v形及/或該基板可具有一凹口(例如，v形)，以容納一沿著該基板之一底表面配置的氣體緩衝，其可操作以實質上將沿著該頂部之該通道移動的該基板置中。
在一實施例中，該軌道組件可包含一輸送帶，其可操作以自動引入基板至該通道；及/或一擷取器，其可操作以自動擷取來自該通道的基板。一注入管線可耦合至該底部或和該底部一起，以透過該地板供應一氣體給該腔室，以實質上使該基板沿著該頂部之該地板浮動。該頂部可進一步包含凹入部分，其鄰接該軌條，並可操作以容納反應器的蓋組件，例如，一頂板。該軌道組件可包含一槽，該頂部及該底部係安座其中。該槽係由石英、鉬或不鏽鋼形成。
在一實施例中，提供在化學氣相沉積製程期間用於形成一多層材料的方法，其包含：在一砷化鎵基板上形成一砷化鎵緩衝層；在該緩衝層上形成一砷化鋁犧牲層；及在該犧牲層上形成一砷化鋁鎵鈍化層。該方法可進一步包含在該鈍化層上形成一砷化鎵主動層(例如，厚度約為1000奈米)。該方法可進一步包含在該主動層上形成一含磷砷化鎵層。該方法可進一步包含移除該犧牲層，以使該主動層與該基板分離。在一磊晶舉離製程期間，當該砷化鎵主動層與該基板分離時，該砷化鋁犧牲層可暴露至一蝕刻溶液。該方法可進一步包含在一後續的化學氣相沉積製程期間於該基板上形成額外的多層材料。該緩衝層厚度可約為300奈米、該鈍化層厚度可約為30奈米及/或該犧牲層厚度可約為5奈米。
在一實施例中，提供在基板上使用化學氣相沉積系統形成多磊晶層的方法，其包含：在該系統之一入口處將該基板引入一導引路徑，例如，一通道，同時防止污染物由該入口進入該系統；當該基板沿著該系統之該通道移動時，在該基板上沉積一第一磊晶層；當該基板沿著該系統之該通道移動時，在該基板上沉積一第二磊晶層；防止該第一沉積步驟和該第二沉積步驟之間的氣體混合；及在該系統之一出口處從該通道擷取該基板，同時防止污染物由該出口進入該系統。該方法可進一步包含：在沉積該第一磊晶層前加熱該基板；當在該基板上沉積該第一及第二磊晶層時，維持該基板溫度；及/或在沉積該第二磊晶層後冷卻該基板。該基板實質上可沿著該系統之該通道浮動。該第一磊晶層可包含砷化鋁及/或該第二磊晶層可包含砷化鎵。該方法可進一步包含在該基板上沉積一含磷砷化鎵層，及/或在該磊晶層沉積期間，加熱該基板至位於約攝氏300度至約攝氏800度之範圍內的溫度。該基板之一中心溫度對一邊緣溫度彼此可位於攝氏10度內。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積反應器，其包含：一蓋組件，其具有一主體；及一軌道組件，其具有一主體和一導引路徑，該導引路徑沿著該主體縱軸設置。該蓋組件之該主體和該軌道組件之該主體係耦合在一起，以在其間形成一間隙，其配置為容納一基板。該反應器可進一步包含一加熱組件，該加熱組件包含複數個加熱燈，其沿著該軌道組件配置，並可操作以在該基板沿著該導引路徑移動時加熱該基板。該反應器可進一步包含一軌道組件支撐，其中該軌道組件係配置在該軌道組件支撐中。該軌道組件之該主體可包含：一氣體空腔，其位於該主體縱軸內部並沿著該主體縱軸延伸；及複數個埠，其從該氣體空腔延伸至該導引路徑之一上表面，並配置為沿著該導引路徑供應一氣體緩衝。該軌道組件之該主體可包含石英。該蓋組件之該主體可包含複數個埠，其配置為提供對該導引路徑之流體溝通。該加熱組件可操作以維持一跨該基板的溫度差，其中該溫度差小於攝氏10度。在一實施例中，該化學氣相沉積反應器為一大氣壓力化學氣相沉積反應器。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一入口隔離器，其可操作以防止污染物由該系統之一入口進入該系統；一出口隔離器，其可操作以防止污染物由該系統之一出口進入該系統；及一中間隔離器，其配置在該入口和出口隔離器之間。該系統可進一步包含一第一沉積區，其配置為鄰接該入口隔離器；及一第二沉積區，其配置為鄰接該出口隔離器。該中間隔離器係配置在該沉積區之間，並可操作以防止該第一沉積區和該第二沉積區之間的氣體混合。一氣體係以一第一流速注入該入口隔離器，以防止來自該第一沉積區之氣體的逆擴散；一氣體係以一第一流速注入該中間隔離器，以防止該第一沉積區和該第二沉積區之間的氣體逆混合；及/或一氣體係以一第一流速注入該出口隔離器，以防止污染物由該系統之該出口進入該系統。一排氣裝置可配置為鄰接各該隔離器，並可操作以排出該隔離器所注入的氣體；及/或配置為鄰接各該沉積區，並可操作以排出注入該沉積區中的氣體。
在一實施例中，提供一化學氣相沉積系統，其包含：一外殼；一軌道，其為該外殼所環繞，其中該軌道包含一導引路徑，其適於導引一基板通過該化學氣相沉積系統；及一基板載體，其用於沿著該導引路徑移動該基板，其中該軌道可操作以使該載體沿著該導引路徑懸浮。該軌道可包含複數個開口，其可操作以供應一氣體緩衝給該導引路徑。該氣體緩衝係施加至該基板載體之一底表面，以從該軌道地板舉升該基板載體。該軌道可包含一導管，其沿著該導引路徑配置，並可操作以實質上沿著該軌道之該導引路徑將該基板載體置中。一氣體緩衝可透過該導管供應給該基板載體之一底表面，以從該軌道地板實質上舉升該基板載體。該軌道可傾斜，以允許該基板從該導引路徑之一第一端移動至該導引路徑之一第二端。該系統可包含一加熱組件，該加熱組件包含複數個加熱燈，其沿著該軌道配置，並可操作以在該基板沿著該導引路徑移動時加熱該基板。
雖然以上內容已揭示本發明之數個實施例，但可在不偏離本發明基本範圍的情況下做出本發明的其他及進一步實施例，且本發明範圍當由後附申請專利範圍決定。
10．．．反應器
20．．．反應器蓋組件
21．．．埠
22．．．埠
23．．．埠
24．．．埠
25．．．凸緣構件
26．．．隆起部分
27．．．下表面
28．．．主體
29．．．上表面
30．．．晶圓載體軌道
31．．．上部分
32．．．下部分
33．．．氣孔
34．．．氣孔
35．．．側表面
36．．．氣體空腔
38．．．管線
39．．．凹入部分
40．．．晶圓載體
50．．．加熱燈組件
60．．．間隙
70．．．晶圓載體
71．．．短側邊
72．．．上表面
73．．．長側邊
74．．．下表面
75．．．壓痕
76．．．側邊
77．．．側邊
78．．．壓痕
100．．．CVD反應器
120．．．反應器主體
130．．．晶圓載體軌道
135．．．頂
136．．．v形凹口
137．．．氣體空腔
140．．．晶圓載體
150．．．加熱燈組件
160．．．帶
200．．．第一配置
210．．．流動路徑
215．．．流動路徑
217．．．接合面
219．．．流動路徑
220．．．隔離器組件
225．．．排氣裝置
230．．．隔離器組件
240．．．隔離器組件
250．．．隔離器組件
260．．．隔離器組件
290．．．沉積區
300．．．第二配置
310．．．晶圓
320．．．反應器蓋組件
330．．．底部部分
340．．．沉積區
350．．．隔離簾
360．．．溫度斜升
370．．．熱區
380．．．沉積區
390．．．沉積區
400．．．第三配置
410．．．供應氮
411．．．溫度斜升
412．．．熱區
415．．．入口隔離區
420．．．氫/胂混合物
425．．．預熱排氣區
430．．．隔離區
435．．．沉積區
440．．．區域
445．．．區域
450．．．區域
455．．．區域
460．．．區域
465．．．區域
470．．．區域
475．．．區域
480．．．隔離區
485．．．冷卻排氣區
490．．．出口氮隔離區
500．．．第四配置
510．．．供應氮
511．．．溫度斜升
512．．．熱區
513．．．溫度斜升
515．．．入口隔離區
520．．．氫/胂混合物
525．．．預熱排氣區
530．．．隔離區
535．．．排氣區
540．．．沉積區
545．．．區域
550．．．隔離區
555．．．冷卻排氣區
560．．．隔離區
600．．．第五配置
610．．．供應氮
611．．．溫度斜升
612．．．熱區
615．．．入口隔離區
620．．．氫/胂混合物
625．．．流量平衡限制器區
630．．．區域
635．．．區域
640．．．區域
645．．．區域
650．．．區域
655．．．區域
660．．．區域
665．．．區域
700．．．第六配置
710．．．供應氮
711．．．一或多個溫度斜升
712．．．熱區
715．．．入口隔離區
720．．．氫/胂混合物
725．．．流量平衡限制器區
730．．．沉積區
735．．．沉積區
740．．．沉積區
745．．．沉積區
750．．．沉積區
755．．．冷卻排氣區
755．．．流量平衡限制器區
760．．．出口氮隔離區
800．．．第七配置
810．．．供應氮
811．．．溫度斜升
812．．．熱區
813．．．溫度斜升
815．．．入口隔離區
820．．．氫/胂混合物
825．．．預熱排氣區
830．．．沉積區
835．．．冷卻排氣區
840．．．區域
900．．．路徑配置
910．．．雙重流動路徑配置
911．．．較寬的流動面積
920．．．路徑配置
921．．．窄流動面積
930．．．路徑配置
931．．．較寬的流動面積
940．．．路徑配置
941．．．雙重流動路徑配置
942．．．間隙
943．．．窄流動面積
944．．．排氣流動路徑
945．．．注入流動路徑
950．．．路徑配置
951．．．路徑配置
952．．．窄間隙部分
953．．．流動面積
954．．．排氣流動路徑
955．．．注入流動路徑
956．．．注入流動路徑
957．．．排氣流動路徑
958．．．路徑配置
959．．．窄間隙部分
960．．．注入流動路徑
參照繪示於附圖中的實施例來提供於上文扼要總結之本發明的更具體敘述，以更詳細了解本發明之上述特徵結構。不過，須注意附圖僅說明此發明的典型實施例，且因此不應視為對本發明範圍之限制，因為本發明可容許其他等效實施例。
第1A圖繪示一根據本發明之一實施例的化學氣相沉積反應器；
第1B圖繪示一根據本發明之一實施例之反應器蓋組件的透視圖；
第2圖繪示根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的側面透視圖；
第3圖繪示根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的反應器蓋組件；
第4圖繪示根據此處所述之另一實施例之化學氣相沉積反應器之反應器蓋組件的頂視圖；
第5圖繪示根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的晶圓載體軌道；
第6圖繪示根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器之晶圓載體軌道的前視圖；
第7圖繪示根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器之晶圓載體軌道的側視圖；
第8圖繪示根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器之晶圓載體軌道的透視圖；
第9圖繪示根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的反應器蓋組件和晶圓載體軌道；
第10A圖繪示一根據此處所述之一實施例的化學氣相沉積反應器；
第10B至10C圖繪示一根據此處所述之另一實施例的懸浮晶圓載體；
第10D至10F圖繪示其他根據此處所述之另一實施例的懸浮晶圓載體；
第11圖繪示一根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的第一布局；
第12圖繪示一根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的第二布局；
第13圖繪示一根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的第三布局；
第14圖繪示一根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的第四布局；
第15圖繪示一根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的第五布局；
第16圖繪示一根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的第六布局；
第17圖繪示一根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的第七布局；及
第18圖繪示根據此處所述之一實施例之化學氣相沉積反應器的流動路徑配置。
10．．．反應器
20．．．反應器蓋組件
30．．．晶圓載體軌道
40．．．晶圓載體
50．．．加熱燈組件

Claims (7)

  1. 一種化學氣相沉積反應器，包含：一蓋組件，具有一主體；一軌道組件，具有一主體和一導引路徑，該導引路徑沿著該主體縱軸設置，其中該蓋組件之該主體和該軌道組件之該主體係耦合在一起，以在該蓋組件之該主體和該軌道組件之該主體間形成一間隙，該間隙配置為容納一基板；及一加熱組件，包含複數加熱燈，該複數加熱燈沿著該軌道組件配置，並可操作以在該基板沿著該導引路徑移動時加熱該基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之反應器，更包含一軌道組件支撐，其中該軌道組件係配置在該軌道組件支撐中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之反應器，其中該軌道組件之該主體包含：一氣體空腔，位於該主體縱軸內部並沿著該主體縱軸延伸；及複數埠，從該氣體空腔延伸至該導引路徑之一上表面，並配置為沿著該導引路徑供應一氣體緩衝。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之反應器，其中該軌道組件之該主體包含石英。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之反應器，其中該蓋組件之該主體包含複數埠，其配置為提供對該導引路徑之流體溝通。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之反應器，其中該加熱組件可操作以維持跨該基板的一溫度差，其中該溫度差小於攝氏10度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之反應器，其中該化學氣相沉積反應器為一大氣壓力化學氣相沉積反應器。
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