具有為原位方法配置的反應室的淀積系統以及相關方法技術方案

淀積系統，包括反應室(102)、用于加熱反應室中的物質的至少一個熱輻射發射器(104)以及用于在反應室(102)內原位探測和/或測量工件襯底的特性的至少一個測量裝置(106)。一個或多個室壁對于熱輻射以及測量裝置所接收的輻射信號可以是透明的，以允許輻射分別傳入并傳出反應室。至少一定體積的不透明材料這樣放置，使其遮蔽測量裝置(106)的傳感器(108)免于熱輻射中的至少一部分。形成淀積系統的方法包括提供一定體積的不透明材料，其位置使其遮蔽傳感器免于熱輻射。使用淀積系統的方法包括遮蔽傳感器免于熱輻射中的至少一部分。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請的主題涉及序列號61/526，137的美國臨時專利申請的主題，其由Bertram等人于 2011 年 8 月 22 日提交，而其名稱為 “DEPOSITION SYSTEMS HAVING ACCESS GATESAT DESIRABLE LOCATIONS, AND RELATED METHODS, ”；還涉及序列號 61/526，143 的美國臨時專利申請的主題，其由Bertram等人于2011年8月22日提交，而其名稱為“DEPOSITIONSYSTEMS INCLUDING A PRECUR SOR GAS FURNACE WITHIN A REACTION CHAMBER, AND RELATEDMETHODS, ”;還涉及序列號61/526，148的美國臨時專利申請的主題，其由Bertram于2011年8 月 22 日提交，而其名稱為“DIRECT LIQUID INJECTION FOR HALIDE VAPOR PHASE EPITAXYSYSTEMS AND METHODS, ”；通過此引用，本文以此包括上述每個申請的全部公開內容。
本專利技術的實施方式大體上涉及在襯底上淀積材料的系統，以及制造和使用該系統的方法。更特別地，本專利技術的實施方式涉及在襯底上淀積II1-V半導體材料的氣相外延(VPE)和化學氣相淀積(CVD)方法以及制造和使用該系統的方法。
技術介紹
化學氣相淀積(CVD)是一種化學工藝，其用于在襯底上淀積固體材料，而且其廣泛應用于半導體器件的制造。在化學氣相淀積工藝中，襯底暴露于一種或多種反應物氣體，該氣體反應、分解或者反應并分解，從而導致固體材料在襯底表面上的淀積。本領域中一類特定的CVD工藝稱為氣相外延(VPE)。在VPE工藝中，襯底在反應室內暴露于一種或多種反應物氣體，該氣體反應、分解或者反應并分解，從而導致固體材料在襯底表面上外延淀積。VPE工藝經常用于淀積II1-V半導體材料。VPE工藝中的一種反應物蒸汽包括氫化物蒸汽時，該工藝可以稱為氫化物氣相外延(HVPE)工藝。HVPE工藝用于形成II1-V半導體材料，例如氮化鎵(GaN)。此類工藝中，GaN在襯底上的外延生長源于在大約500°C和大約1100°C之間的高溫下在反應室內進行的氯化鎵(GaCl)和氨(NH3)之間的氣相反應。NH3可以由標準NH3氣體源供給。一些方法中，GaCl蒸汽通過將氯化氫(HCl)氣體(可以由標準HCl氣體源提供)穿過加熱了的液體鎵(Ga)以在反應室內原位形成GaCl提供。液體鎵可以被加熱到大約750°C和大約850°C之間的溫度。GaCl和NH3可以被導引至被加熱襯底(例如半導體材料晶片(wafer))的表面(例如，導引至加熱襯底表面之上)。2001年I月30日授權的Solomon等人的美國專利第6，179，913號公開了用于此類系統和方法的氣體注入系統，本文通過引用包含該專利的完整公開。此類系統中，必須向空氣打開反應室以補充液體鎵源。而且，此類系統中不可能原位清潔反應室。為解決這些問題，發展了利用GaCl3前體(precursor)的外部源的方法和系統,該GaCl3前體直接注入反應室。此類方法和系統的例子公布于，例如在2009年9月10日公布的Arena等人的美國專利申請公布第US2009/0223442A1號，本文通過引用包含該公布的完整公開。
技術實現思路

技術實現思路
是為了以簡化形式有選擇地引入一組概念而提供的，這些概念在下面的【具體實施方式】中進一步描述，其具有本專利技術的示例性實施方式。此
技術實現思路
并不旨在指明所保護主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用以限定所保護主題的范圍。某些實施方式中，本公開包括淀積系統。該淀積系統包括具有一個或多個室壁的反應室。至少一個熱輻射發射器被配置為發射熱輻射穿過一個或多個室壁中的至少一個室壁進入反應室內部。熱輻射可以包括電磁輻射譜的紅外區域和可見區域中的至少一個區域的波長范圍內的波長。至少一個被熱輻射穿透的室壁包括透明材料，該透明材料對該波長范圍的電磁輻射至少大體上透明。淀積系統還包括至少一個測量裝置，該測量裝置包括傳感器。傳感器位于反應室外面，其這樣取向和配置:使其接收從反應室內部傳遞到反應室外部的電磁輻射信號。電磁輻射信號可以包括一個或多個在所發射的熱輻射的波長范圍內的波長。至少一定體積的不透明材料位于這樣的位置:其防止至少一個熱輻射發射器所發射的熱輻射中的至少一部分被至少一個測量裝置的傳感器探測到。該不透明材料對在所發射的熱輻射的波長范圍內的電磁輻射波長不透明。其他實施方式中，本公開包括形成淀積系統的方法。至少一個熱輻射發射器可以位于反應室外面并與反應室鄰近，所述反應室包括一個或多個室壁。至少一個熱輻射發射器可以這樣取向，使其發射熱輻射穿過一個或多個室壁中的至少一個室壁進入反應室內部。至少一個熱輻射發射器可以包括發射器，該發射器被配置為在電磁輻射譜的紅外區域和可見區域中的至少一 個區域內的電磁輻射波長范圍內發射熱輻射。可以選擇被熱輻射發射穿透的室壁中的至少一個使其包括透明材料，該透明材料對所發射熱輻射的波長范圍內的電磁輻射至少大體上透明。至少一個測量裝置的傳感器可以位于反應室外面并與反應室鄰近。傳感器可以這樣取向:使其接收從反應室內部傳遞到反應室外部的電磁輻射信號。可以選擇傳感器使其包括這樣配置的傳感器:其探測一個或多個熱輻射發射器所發射的熱輻射波長范圍內的一個或多個波長的電磁輻射信號。至少一定體積的不透明材料位于這樣的位置:其防止至少一個熱輻射發射器所發射的至少部分熱輻射被至少一個測量裝置的傳感器探測到。可以選擇該不透明材料使其包括對在發射熱輻射的波長范圍內的電磁輻射波長不透明的材料。其他實施方式中，本公開包括使用淀積系統在工件襯底(workpiece substrate)上淀積材料的方法。至少一個工件襯底可以位于反應室內部。熱輻射可以從位于反應室外面的至少一個熱輻射發射器發射，穿過反應室的一個或多個室壁的至少一部分進入反應室內部。熱輻射發射穿過的一個或多個室壁可以包括透明材料，該透明材料對熱輻射透明。至少一種工藝氣體可以被引入反應室。至少一個工件襯底以及至少一種工藝氣體可以被熱輻射加熱。材料可以從至少一種工藝氣體淀積到至少一個工件襯底上。至少一個測量裝置的傳感器可以用于檢測表征工件襯底的至少一種特性的電磁輻射信號。傳感器可以位于反應室外面并與反應室鄰近。傳感器檢測的電磁輻射信號可以從反應室內部穿過反應室的一個或多個對電磁輻射信號透明的室壁傳遞到傳感器。使用至少一定體積的不透明材料，可以遮蔽傳感器免于熱輻射發射器所發射的至少部分熱輻射。【附圖說明】通過參考下面示例性實施方式的具體描述，本公開可以被更完整地理解，所附附圖圖示說明了該示例性實施方式，其中:圖1為剖開透視圖，其圖示了一種淀積系統的示例性實施方式，該系統包括一定體積的不透明材料，該不透明材料用于遮蔽測量裝置的傳感器免于淀積系統的熱輻射發射器所發射的熱輻射；圖2是圖1所示淀積系統的部分透視圖；圖3A至3B是簡化示意圖，用于圖示圖1和2中的淀積系統的熱輻射發射器所發射的熱輻射波長與圖1和2中的淀積系統的多種部件的透明材料(圖3B)以及不透明本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種淀積系統，其包括：反應室，其包括頂壁、底壁以及在所述頂壁和所述底壁之間延伸的至少一個側壁；至少一個熱輻射發射器，其被與所述底壁鄰近地放置，所述發射器被配置為在電磁輻射譜的紅外區域和可見區域中的至少一個區域內的電磁輻射的波長范圍內發射熱輻射穿過所述反應室的至少一個室壁并進入所述反應室內部，所述反應室的所述底壁包括對所述波長范圍內的電磁輻射至少大體上透明的透明材料，所述底壁包括透明石英；至少一個測量裝置，其包括位于所述反應室外面的傳感器，所述傳感器這樣取向并配置，使其接收從所述反應室內部傳遞到所述反應室外部的在所述波長范圍內的一個或多個波長的電磁輻射信號；以及至少一定體積的不透明材料，所述不透明材料對所述波長范圍內的電磁輻射波長不透明，所述至少一定體積的不透明材料位于這樣的位置，使其防止所述至少一個熱輻射發射器所發射的熱輻射中的至少一部分被所述至少一個測量裝置的所述傳感器探測到，所述頂壁的至少一部分包括所述至少一定體積的不透明材料，所述不透明材料包括不透明石英。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.27 FR 1162463;2011.12.15 US 13/327,3021.一種淀積系統，其包括: 反應室，其包括頂壁、底壁以及在所述頂壁和所述底壁之間延伸的至少一個側壁； 至少一個熱輻射發射器，其被與所述底壁鄰近地放置，所述發射器被配置為在電磁輻射譜的紅外區域和可見區域中的至少一個區域內的電磁輻射的波長范圍內發射熱輻射穿過所述反應室的至少一個室壁并進入所述反應室內部，所述反應室的所述底壁包括對所述波長范圍內的電磁輻射至少大體上透明的透明材料，所述底壁包括透明石英； 至少一個測量裝置，其包括位于所述反應室外面的傳感器，所述傳感器這樣取向并配置，使其接收從所述反應室內部傳遞到所述反應室外部的在所述波長范圍內的一個或多個波長的電磁福射信號；以及 至少一定體積的不透明材料，所述不透明材料對所述波長范圍內的電磁輻射波長不透明，所述至少一定體積的不透明材料位于這樣的位置，使其防止所述至少一個熱輻射發射器所發射的熱輻射中的至少一部分被所述至少一個測量裝置的所述傳感器探測到，所述頂壁的至少一部分包括所述至少一定體積的不透明材料，所述不透明材料包括不透明石英。2.如權利要求1所述的淀積系統，其中所述至少一定體積的不透明材料包括一個或多個室壁中的一個室壁的至少一部分。3.如權利要求1所述的淀積系統，其還包括位于所述反應室內部的體，所述體包括所述至少一定體積的不透明材料。4.如權利要求1所述的淀積系統，其中所述至少一個側壁的至少一部分包括所述至少一定體積的不透明材料，而其中所述不透明材料包括不透明石英。5.如權利要求1所述的淀積系統，其中所述至少一個測量裝置的所述傳感器被與所述頂壁鄰近地放置，而所述頂壁的至少一部分包括所述至少一定體積的不透明材料，而其中所述不透明材料包括不透明石英，而其中所述至少一個側壁至少一部分包括所述至少一定體積的不透明材料，而其中所述不透明材料包括不透明石英。6.如權利要求1所述的淀積系統，其中所述至少一個熱輻射發射器位于所述反應室外面而與所述底壁鄰近，所述底壁的至少一部分包括所述透明材料，所述至少一個測量裝置的所述傳感器位于所述反應室外面而與所述頂壁鄰近，而其中所述頂壁和所述至少一個側壁中的至少一個包括所述至少一定體積的不透明材料。7.一種形成淀積系統的方法，其包括: 將至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E·林多，R·貝爾特拉姆，C·卡尼扎爾，
申請(專利權)人：SOITEC公司，
類型：發明
國別省市：法國;FR