金屬有機物磊晶薄膜的制造方法技術

本發明專利技術提供一種金屬有機物磊晶薄膜的制造方法，該方法是在內預置有晶圓基板及α射線的密閉空間內，進行以下步驟，包括：抽真空步驟，對該空間進行抽真空，并維持在超真空環境；燃燒步驟，于前述抽真空過程將強酸物質吸入該空間內，并對該空間施予高壓，借真空放電原理令該強酸物質瞬間燃燒；形成步驟，前述瞬間燃燒持續一段時間，借熱升華純化為完整的氣體，令該強酸物質進一步利用高壓的電位差開始放電，將熱升華純化所形成氣體的分子的電子與原子核，透過該晶圓基板將其中的電子分開，并產生結晶體獲得質量，有序均勻地埋入該晶圓基板上，形成磊晶薄膜，通過上述方法不僅不良率低、提高產能與質量，還有效地縮小所需設備面積及降低成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種磊晶薄膜制造方法，特別涉及一種用于晶圓上形成均勻晶體結構的。
技術介紹
現有用于晶圓上的磊晶薄膜制造方法依制程不同，大體上分為液相磊晶法(Liquid Phase Epitaxy ;LEP)、有機金屬氣相嘉晶法(Metal-organic Chemical VaporDeposition ；MOCVD)及分子束嘉晶法(Molecular Beam Epitoxy,MBE)等，其中液相嘉晶法主要用于一般的發光二極管。而分子束磊晶法固然較容易形成極薄的磊晶薄膜，且純度高，平整性好，但量產能力低，磊晶薄膜長成速度慢。而有機金屬氣相磊晶法除了與分子束磊晶法一樣具有純度高，平整性好的特性外，量產能力及磊晶薄膜長成速度皆較分子束磊晶法為快，現今大都以有機金屬氣相磊晶法來生產。現有有機金屬氣相磊晶法是將砷化鎵(化學式:GaAs)基板置入外延爐，再通入甲基或乙基化合物(ΠΙ、ΙΙ族金屬元素的烷基化合物)的蒸氣與氫化物或烷基物(非金屬V或VI族元素)氣體，并在高溫下發生解熱反應，生成II1-V或I1-VI族化合物沉積在該砷化鎵基板上，生長出一層厚度僅幾微米(I毫米=1000微米)的化合物半導體外延層，該具有外延層的砷化鎵基板也就是常稱的外延片，再經芯片加工后，通電就能發出顏色很純的單色光，如紅色、黃色、藍色等。現有有機金屬氣相磊晶法在生成均勻的磊晶薄膜(II1-V或I1-VI族化合物沉積)的過程，不但制程參數不易控制，且，生成之后磊晶薄膜必須再經過去厚度及研磨等芯片加工，進言之，現有有機金屬氣相磊晶法對于溫度、壓力、反應物濃度等的控制，必須隨反應物種類與比例做不同的參數控制，以維持在穩定狀態下控制鍍膜成分與晶相等質量，且，生成磊晶薄膜后必須再將該磊晶薄膜厚度進行去厚度的研磨加工至幾百納米(I微米=1000納米)，才能夠達到真正發光的厚度，方`可被使用，因此，整個制程除了時間冗長(一周才能制造一片磊晶薄膜)、晶相的控制不易，不良率高導致產能很低，況且整廠所需的設備面積很大，相對的所投入資金也很大，無法有效地降低成本及提高生產效能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，可以有效地降低不良率，提高產能和質量，并縮小設備面積，降低生產成本。為實現上述目的，提供一種，該方法是在內預置有晶圓基板及α射線的密閉空間內，進行以下步驟，包括:抽真空步驟，對該密閉空間進行抽真空，并維持在超真空環境；燃燒步驟，于前述抽真空過程將強酸物質吸入該密閉空間內，并對該密閉空間施予高壓，借真空放電原理令該強酸物質瞬間燃燒，并達瞬間化學溫度至少1100度；形成步驟，將前述瞬間燃燒持續一段時間，借熱升華將該強酸物質純化為完整的氣體，令該強酸物質在超真空與高壓環境下開始放電，借高壓電位差將熱升華純化所形成氣體的分子的電子與原子核，透過該晶圓基板將其中的電子分開，并產生結晶體獲得質量，有序均勻地埋入該晶圓基板上，形成磊晶薄膜。所述所述晶圓基板是采用有機金屬的硅元素晶柱，該有機金屬為:氧化鋁、氮化招、砷化招、砷化鎵、或氮化鎵。所述抽真空步驟中的超真空環境為負2個大氣壓。所述強酸物質為四氧化鋨(OsO4)。所述燃燒步驟中所施予高壓為14萬伏特，10mA。所述形成步驟中瞬間燃燒持續時間視嘉晶的晶圓尺寸而定，晶圓為2英寸時瞬間燃燒持續16秒，晶圓為4英寸時，瞬間燃燒持續30秒。本專利技術的有益效果:本專利技術提供一種，該方法能夠以小體積的設備短時間內在晶圓上形成均勻晶體結構，不僅不良率低、能夠提高產能與質量，還有效地縮小所需的設備面積，從而降低成本。為了能更進一步了解本專利技術的特征以及
技術實現思路
，請參閱以下有關本專利技術的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本專利技術加以限制。附圖說明下面結合附圖，通過對本專利技術的具體實施方式詳細描述，將使本專利技術的技術方案及其它有益效果顯而易見。附圖中，圖1為本專利技術金屬 有機物磊晶薄膜的制造方法的方塊流程圖。圖2為本專利技術的實施例示意圖。具體實施例方式為更進一步闡述本專利技術所采取的技術手段及其效果，以下結合本專利技術的優選實施例及其附圖進行詳細描述。請參閱圖1，本專利技術提供的I為于一密閉空間2內預置有晶圓基板3及α射線4，該密閉空間2的體積很小，可以擺置于一般工作桌面上，該晶圓基板3采用有機金屬的硅元素晶柱，該有機金屬為:氧化鋁、氮化鋁、砷化鋁、砷化鎵、氮化鎵，本實施例采用2英寸氮化鎵的硅元素晶柱。該α射線4帶兩個正電荷，可以很容易電離其它物質，與負極的晶圓基板3相對設置。另，于該密閉空間2內進行抽真空步驟5、燃燒步驟6及形成步驟7等，而能夠制造出磊晶薄膜，請進一步配合參閱圖2，所述抽真空步驟5為對該密閉空間2進行抽真空，并以負2個大氣壓8維持在超真空環境。該燃燒步驟6為于前述抽真空過程將強酸物質60吸入該密閉空間內，該強酸物質60為四氧化鋨(OsO4)，其特性無色、具有揮發性，常溫下易升華，另對該密閉空間2施予高壓在14萬伏特，10mA，借真空放電原理令該強酸物質60 (OsO4)瞬間燃燒，并達瞬間化學溫度至少1100度。該形成步驟7將前述瞬間燃燒持續16秒(若晶圓采用4英寸時，瞬間燃燒將持續30秒)，借熱升華將該強酸物質60 (OsO4)純化為完整的氣體，令該強酸物質60 (OsO4)在超真空與高壓環境下開始放電，借高壓電位差將熱升華純化所形成氣體的分子的電子與原子核，透過該晶圓基板3將其中的電子分開，亦即，在超真空下α射線4(正極)與晶圓基板3(負極)，將使該強酸物質60 (OsO4)的鋨(Os)氣體原子解離，鋨離子(Os+)被加速撞擊后，產生結晶體61獲得質量，有序均勻的埋入該晶圓基板上，即能夠形成磊晶薄膜。因此，由本專利技術上述的介紹，可以清楚的看出本專利技術的優點及所達成的功效與現有磊晶薄膜制造方法的差異，即:1.本專利技術以超真空燃燒、放電將磊晶薄膜均勻埋入晶圓基板上，相較于現有的磊晶薄膜制造方法以生長方式慢慢形成磊晶薄膜，并必須進行切割、研磨等加工過程，在制程上明顯不同，本專利技術明顯具有優越性；2.本專利技術所需設備的體積小，相較于現有磊晶薄膜制造方法必須整廠安置設備的面積，具有明顯優越性；3.本專利技術在短時間內能夠形成所需均勻的晶體結構，即所形成的磊晶薄膜能在短時間(一片2英寸晶圓16秒)完成，相較于現有磊晶薄膜制造方法需一周才能形成，效率提聞很多；4.本專利技術制程上借高壓真空放電令α射線4(正極)與晶圓基板3(負極)穩定而均勻的將該晶圓基板3電子分開，制程的不良率低(約30%)，相較于現有磊晶薄膜制造方法制程的不良率高(約60% )，有效提高制程的效率。 以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本專利技術的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本專利技術權利要求的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬有機物磊晶薄膜的制造方法，其特征在于，該方法是在內預置有晶圓基板及α射線的密閉空間內，進行以下步驟，包括：抽真空步驟，對該密閉空間進行抽真空，并維持在超真空環境；燃燒步驟，于前述抽真空過程將強酸物質吸入該密閉空間內，并對該密閉空間施予高壓，借真空放電原理令該強酸物質瞬間燃燒，并達瞬間化學溫度至少1100度；形成步驟，將前述瞬間燃燒持續一段時間，借熱升華將該強酸物質純化為完整的氣體，令該強酸物質在超真空與高壓環境下開始放電，借高壓電位差將熱升華純化所形成氣體的分子的電子與原子核，透過該晶圓基板將其中的電子分開，并產生結晶體獲得質量，有序均勻地埋入該晶圓基板上，形成磊晶薄膜。

【技術特征摘要】
1.一種金屬有機物磊晶薄膜的制造方法，其特征在于，該方法是在內預置有晶圓基板及α射線的密閉空間內，進行以下步驟，包括: 抽真空步驟，對該密閉空間進行抽真空，并維持在超真空環境； 燃燒步驟，于前述抽真空過程將強酸物質吸入該密閉空間內，并對該密閉空間施予高壓，借真空放電原理令該強酸物質瞬間燃燒，并達瞬間化學溫度至少1100度； 形成步驟，將前述瞬間燃燒持續一段時間，借熱升華將該強酸物質純化為完整的氣體，令該強酸物質在超真空與高壓環境下開始放電，借高壓電位差將熱升華純化所形成氣體的分子的電子與原子核，透過該晶圓基板將其中的電子分開，并產生結晶體獲得質量，有序均勻地埋入該晶圓基板上，形成磊晶薄膜。2.如權利要求1所述的金屬有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周義才，
申請(專利權)人：周義才，
類型：發明
國別省市：