專利名稱：用于豎流型轉(zhuǎn)盤式反應(yīng)器的烷基擠出流的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器。更具體來說，本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)盤式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中將一種或多種氣體注射到旋轉(zhuǎn)基片的表面上，從而在其上生長外延層。
背景技術(shù)：
通常將垂直高速轉(zhuǎn)盤式反應(yīng)器(在此反應(yīng)器中將一種或多種氣體向下注射到在反應(yīng)器內(nèi)旋轉(zhuǎn)的基片表面上)用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)。特別是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可將垂直圓盤式CVD反應(yīng)器用于許多種外延化合物，這些外延化合物包括半導(dǎo)體單膜和多層結(jié)構(gòu)的各種組合，例如激光器和LED。在這些反應(yīng)器中，位于基片支架上方的一個(gè)或多個(gè)注射器提供預(yù)先確定的氣流，該氣流一旦與基片接觸，便會(huì)在基片表面上沉積外延材料層。
對(duì)于較大的晶片，轉(zhuǎn)盤式反應(yīng)器使用幾個(gè)位于基片之上的注射器。注射器通常位于晶片上方，在沿相對(duì)于基片支架中軸的一個(gè)或多個(gè)晶片徑向軸的各種位置上。通常對(duì)于不同的注射器，將源反應(yīng)物材料注射入反應(yīng)器的速率各自不同，使到達(dá)基片表面的反應(yīng)物的摩爾量相同。因此，一些反應(yīng)物注射器的氣體速度可與其它注射器不同。貼切地說，這種反應(yīng)物速度的變化是由注射器的相對(duì)位置造成的。由于固定著基片的反應(yīng)器支架以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在任意特定的時(shí)間內(nèi)，位于支架外部邊緣附近的注射器所覆蓋的支架上的表面區(qū)域要大于靠近支架中心的注射器所覆蓋的區(qū)域。因此，外部注射器的反應(yīng)物氣體速度通常大于內(nèi)部注射器，從而保持所需的均一性。例如，相鄰注射器之間獨(dú)立的注射器氣體速度可能最多相差3-4倍。
盡管氣體速度的不同能夠幫助確保層厚度更加均勻，然后也可能由于注射器流速的不同在其之間造成湍流。同時(shí)，造成層厚不均勻、反應(yīng)物浪費(fèi)或反應(yīng)物先期縮合之類負(fù)面影響的危險(xiǎn)性也隨之增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個(gè)方面提供一種反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明該方面的反應(yīng)器優(yōu)選包括腔室和安裝成用于在該腔室內(nèi)移動(dòng)、最優(yōu)選繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的基片支架。所述基片支架適用于固定一個(gè)或多個(gè)基片，最優(yōu)選使將要進(jìn)行處理的基片基本與軸垂直地放置。根據(jù)本發(fā)明該方面的反應(yīng)器需要包括氣流發(fā)生器，用來在腔室內(nèi)以基本均勻的速度朝向基片支架輸送一種或多種氣流。
最優(yōu)選對(duì)氣流發(fā)生器進(jìn)行設(shè)置，使所述一種或多種氣體包括載氣和反應(yīng)氣，使得所述一種或多種氣流的不同部分所含反應(yīng)氣的濃度不同。當(dāng)使基片支架繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，需要對(duì)氣流發(fā)生器進(jìn)行設(shè)置，從而在距離軸不同的徑向距離處提供具有不同反應(yīng)氣濃度的所述一種或多種氣流。在朝向基片支架靠近軸部分的氣體中，載體濃度較大，反應(yīng)氣濃度較小，在朝向基片載體一部分的氣體中，需要反應(yīng)氣有高濃度。
氣流發(fā)生器可包括在距離軸不同的距離上與腔室相連的多個(gè)氣體進(jìn)口，還包括一個(gè)或多個(gè)與所述進(jìn)口相連的反應(yīng)氣源以及一個(gè)或多個(gè)與至少一個(gè)進(jìn)口相連的載氣源。
本發(fā)明另一方面包括基片的處理方法。根據(jù)本發(fā)明該方面的方法需要包括使基片支架繞軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將要進(jìn)行處理的一個(gè)或多個(gè)基片固定在該支架上，使基片與所述軸基本垂直地放置。該方法還包括向腔室內(nèi)導(dǎo)入反應(yīng)氣和載氣，使所述氣體在所述腔室內(nèi)以一股或多股氣流的形式在距離所述軸不同軸向距離處，以基本均勻的速度流向所述表面。對(duì)一股或多股氣流進(jìn)行設(shè)置，使得基片表面距離軸不同徑向距離處的不同部分在每單位時(shí)間每單位面積所接收反應(yīng)氣的量基本相同。最優(yōu)選導(dǎo)入載氣和反應(yīng)氣的步驟包括將至少一些反應(yīng)氣與載氣混合，使得朝向基片表面徑向靠外部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度，高于流向靠近軸的表面徑向靠內(nèi)部分的氣體中的反應(yīng)氣濃度。
根據(jù)本發(fā)明上述方面，優(yōu)選的反應(yīng)氣和方法能夠在處理基片支架表面時(shí)，例如在轉(zhuǎn)盤式基片支架的表面上提供均勻的反應(yīng)氣分布，同時(shí)避免由于不同的反應(yīng)氣速度造成的湍流。
附圖簡述

圖1A顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的反應(yīng)器的示意圖。
圖1B是圖1A的實(shí)施方式中所用基片支架的俯視圖。
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的反應(yīng)器的部分截面圖。
圖3是沿圖2線3-3的部分視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式反應(yīng)器所用板的部分仰視圖。
圖5A顯示根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的反應(yīng)器的部分截面圖。
圖5B是沿圖5A線5B-5B的截面圖。
圖6，7和8是與圖4類似的視圖，但是顯示了根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施方式的反應(yīng)器中所用板的部分。
本發(fā)明實(shí)施方式圖1所述的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的設(shè)備包括反應(yīng)室1和基片支架2。反應(yīng)室包括頂壁16和排氣口11?；Ъ?安裝在腔室1內(nèi)，用于繞中軸14旋轉(zhuǎn)，基片支架2與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12相連，從而可以繞軸14旋轉(zhuǎn)?；Ъ?限定了處理面18，該處理面18通常是垂直于軸14、朝著頂壁16的平面圓盤。圖1僅顯示了處理面18的一部分。反應(yīng)室1裝有用于促進(jìn)所需外延生長反應(yīng)的其它常規(guī)元件(未顯示)，例如用于將基片支架保持在高溫下的加熱系統(tǒng)，溫度監(jiān)測(cè)裝置和壓力監(jiān)測(cè)裝置。該設(shè)備的這些特征可以是美國新澤西州Somerset的Emcore有限公司銷售的商標(biāo)為TURBODISC的反應(yīng)器中所用的種類。
該反應(yīng)器具有多個(gè)通過頂壁16、與腔室內(nèi)部相連的氣流進(jìn)口8a-8d。在圖1的實(shí)施方式中，各進(jìn)口是單獨(dú)的口，這些口的方向與中軸14平行，向下朝向支架的處理面18，各進(jìn)口的口徑相同。氣流進(jìn)口8a-8d沿從中軸14徑向延伸的同一平面排列。該同一平面是由軸14和徑向線17所限定、沿垂直于軸14方向延伸的平面。氣流進(jìn)口8a-8d例如在徑向上以均勻的隔距h互相隔開。每個(gè)進(jìn)口8對(duì)準(zhǔn)處理面18不同的環(huán)形區(qū)域。因此，最外面的即第一進(jìn)口8a對(duì)準(zhǔn)距離軸14最遠(yuǎn)的最外區(qū)域10a；進(jìn)口8b對(duì)準(zhǔn)下一區(qū)域10b；進(jìn)口8c對(duì)準(zhǔn)區(qū)域10c，進(jìn)口8d對(duì)準(zhǔn)距離軸14最近的最內(nèi)部區(qū)域10d。盡管為了清楚說明起見，在圖1中用虛線表示這些區(qū)的邊緣，但是這些區(qū)域通常不會(huì)在基片支架上以可視的形式表示出來。
反應(yīng)器包括多個(gè)反應(yīng)氣源6a-6d，每個(gè)氣源都適于以預(yù)定的質(zhì)量流速提供反應(yīng)氣。能夠以預(yù)定流速提供反應(yīng)氣的裝置均可使用。在所示結(jié)構(gòu)中，各反應(yīng)氣源6a-6d是限流裝置，所有的反應(yīng)氣源均與同一反應(yīng)氣供應(yīng)源4(例如裝有一定壓力的該氣體的容器)相連。各氣源6a-6d中所結(jié)合的限流裝置可包括任何常規(guī)的流量控制結(jié)構(gòu)，例如固定節(jié)流孔、可手動(dòng)調(diào)節(jié)的閥或與反饋控制系統(tǒng)(未顯示)相連的自動(dòng)控制閥或計(jì)量泵。當(dāng)反應(yīng)氣是從液相蒸發(fā)制得的時(shí)候，每個(gè)反應(yīng)氣源可包括獨(dú)立的蒸發(fā)器以控制蒸發(fā)速率，或者各氣源可包括上述限流裝置，所有這些均與同一蒸發(fā)器相連。
所述反應(yīng)氣可以是需要注入反應(yīng)器、從而在反應(yīng)器內(nèi)參與基片沉積的任何氣體、蒸氣或材料。更具體來說，反應(yīng)氣可以是適于處理基片表面的任何氣體。例如，當(dāng)所需的處理是外延生長之類的半導(dǎo)體層生長時(shí)，反應(yīng)氣包含將要生長的半導(dǎo)體的一種或多種組分。例如，反應(yīng)氣可包含用于化合物半導(dǎo)體沉積的一種或多種金屬烷基化合物。反應(yīng)氣可以是多種化學(xué)物質(zhì)的混合物，可包含惰性的非活性組分。當(dāng)所需反應(yīng)包括基片表面蝕刻時(shí)，反應(yīng)氣可包含能夠與基片表面材料反應(yīng)的組分。
能應(yīng)用本發(fā)明的材料體系的種類可包括例如GaAs、GaP、GaAs1-xPx、Ga1-yAlyAs、Ga1-yInyAs、AlAs、InAs、InP、InGaP、InSb、GaN、InGaN等之類III-V族半導(dǎo)體的外延生長。然而，本發(fā)明還可用于其它體系。這些體系包括II-VI族化合物，例如ZnSe、CdTe、HgCdTe、CdZnTe、CdSeTe等；IV-IV族化合物，例如SiC、金剛石、和SiGe；氧化物，例如YBCO、BaTiO、MgO2、ZrO、SiO2、ZnO和ZnSiO；和金屬，例如Al、Cu和W。另外，制得的材料可用于許多種電子用途和光電用途，包括高亮度發(fā)光二極管(LED)、激光器、太陽能電池、光電陰極、HEMT和MESFET。
還提供了載氣源7a-7d。載氣源7a-7d可與反應(yīng)氣源的結(jié)構(gòu)類似，可與同一載氣供應(yīng)源5相連。每個(gè)氣流進(jìn)口8a-8d與一個(gè)反應(yīng)氣源6a-6d和一個(gè)載氣源7a-7d相連。例如，進(jìn)口8a與反應(yīng)氣源6a和載氣源7a相連，進(jìn)口8d與反應(yīng)氣源6d和載氣源7d相連。
載氣可以是在具有將要施加到基片上的反應(yīng)器的腔室內(nèi)不會(huì)參與沉積反應(yīng)的任何所需載氣，例如反應(yīng)中的惰性氣體或非參與性氣體，或者載氣可以是例如反應(yīng)氣本身，作為反應(yīng)中的非速率限制性參與試劑(participant)，該反應(yīng)氣可以任何所需的量供給，只要該反應(yīng)氣的量在所需溫度、壓力和反應(yīng)條件下超過反應(yīng)器中的速率限制量(rate limiting quantity)。
在根據(jù)本發(fā)明一方面的方法中，將平面薄圓盤形的基片3放置在基片支架2的處理面18上，使基片3覆蓋處理面18，基片3要處理的面向上，朝向頂壁16。優(yōu)選基片3的暴露面與周圍的處理面共面或幾乎共面。例如，放置于處理面18上的呈較薄晶片形式的基片3具有暴露的向上表面，該表面僅比處理面18的周圍部分高出晶片3的厚度?；Ъ?的處理面18可包括深度約等于晶片厚度的孔穴或凹陷(未顯示)。
當(dāng)基片支架2和基片3處于反應(yīng)所需的溫度，而且腔室1內(nèi)位于進(jìn)行特定反應(yīng)所需的低于大氣壓的壓力下，開啟反應(yīng)氣源6a-6d和載氣源7a-d，向進(jìn)口8a-8d供氣。向各進(jìn)口供應(yīng)的反應(yīng)氣4和載氣5混合形成混合氣流9a-9d，從各進(jìn)口8a-8d流出。從進(jìn)口流出的氣流9a-9d沿平行于軸14的軸向向下流入腔室中，沖擊在處理面和基片3的暴露表面上。來自不同進(jìn)口8a-8d的氣流9a-9d沖擊處理面18的不同區(qū)域10a-10d。例如，來自進(jìn)口8a的氣流9a主要沖擊在最內(nèi)部的區(qū)域10a上，氣流9b、9c和9d分別主要沖擊在區(qū)域10b、10c和10d上。因此，盡管氣流9a-9d互相融合形成流向基片支架的基本連續(xù)的徑向伸展氣流或氣流簾，但是來自各進(jìn)口8a-8d的獨(dú)立氣流通向處理表面18的不同區(qū)域10a-10d。換而言之，沖擊在處理面18最內(nèi)部區(qū)域10d上的氣體主要由來自進(jìn)口8d的氣流8d的氣體組成，沖擊在區(qū)域10b上的氣體主要由來自進(jìn)口8b的氣流9b的氣體組成，等等。當(dāng)基片支架2以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，支架2在繞軸14不同圓周位置的不同部分與氣流9a-9d對(duì)齊，使得在所有圓周位置上處理面18在氣流9a-9d中的暴露情況全部相同。
為了使暴露的基片3表面的不同區(qū)域具有相等的反應(yīng)速率，在處理面18的所有區(qū)域10a-10d上，每單位面積處理面每單位時(shí)間應(yīng)提供相等量的反應(yīng)氣4。然而，不同氣體出口所提供的區(qū)域10a-10d具有不相等的面積。例如，與處理面邊緣相鄰的區(qū)域10a的表面積大于與軸相鄰的區(qū)域10d。因此，對(duì)反應(yīng)氣源6a-6d的反應(yīng)氣流量進(jìn)行選擇，使來自不同進(jìn)口8a-8d的氣流9a-9d具有不同的反應(yīng)氣流量。除非另外說明，本討論中所涉及的流量是摩爾流量。摩爾流量表示每單位時(shí)間氣體的摩爾數(shù)(或單原子氣體的原子數(shù))。對(duì)反應(yīng)氣源6a進(jìn)行設(shè)置，以較大的流量向進(jìn)口8a流出的氣流9a提供反應(yīng)氣，反應(yīng)氣源6d以較大的流量向進(jìn)口8d流出的氣流d提供反應(yīng)氣。反應(yīng)氣源6b和6c以中等流量提供反應(yīng)氣。換而言之，反應(yīng)氣流量相對(duì)于反應(yīng)器1基片支架2的旋轉(zhuǎn)中軸14和用來提供反應(yīng)氣的氣體進(jìn)口8a-8d之間的距離而增大。
將載氣源7a-7d設(shè)計(jì)成以不同的流量向不同的進(jìn)口8a-8d提供載氣5。對(duì)載氣流量進(jìn)行選擇，使各氣流9a-9d的速度相等。對(duì)于給出相等的氣流橫截面積的相同結(jié)構(gòu)的進(jìn)口，從各進(jìn)口8a-8d流出的氣流9a-9d的體積流量應(yīng)當(dāng)相等。
進(jìn)行一級(jí)近似，假設(shè)這些氣體接近理想氣體，則各氣流中氣體的體積流量與氣流中的總摩爾流量(即反應(yīng)器摩爾流量和載氣摩爾流量之和)成比例。因此，為了使所提供的氣流具有相同的總摩爾流量，從而具有相同的速度，載氣源7d向進(jìn)口8d提供的載氣摩爾流量必須大于載氣源7a向進(jìn)口8a提供的載氣摩爾流量。提供給進(jìn)口8d并結(jié)合到氣流9d中的較大的載氣流量補(bǔ)償了反應(yīng)氣源6d向進(jìn)口8a提供的較小的反應(yīng)氣流量(相對(duì)于反應(yīng)氣源6a)。
換而言之，各氣流具有相同的總體積流量，但是其中反應(yīng)氣的濃度不同。沖擊到最大的區(qū)域10a上的氣流9a具有最高的反應(yīng)氣流量和最低的載氣流量，沖擊在最小的區(qū)域10d上的氣流9d具有最低的反應(yīng)氣濃度，因此具有最高的載氣流量。
圖1中用條13a-13d表示了這種設(shè)置。條13d的總長度C表示從進(jìn)口8d流出的氣流9d的總摩爾流量或體積流量。該條深色部分的長度表示氣流中反應(yīng)氣的摩爾流量，條的白色部分表示同一氣流9d中載氣的摩爾流量。類似地，條13a、13b和13c分別表示氣流9a、9b和9c的組成和流量。所有條13的總長度C是相等的，但是條13a、13b和13c表明了氣流9c、9b和9a中逐漸增大的反應(yīng)氣摩爾流量vc、vb和va，以及逐漸降低的載氣摩爾流量ic、ib、ia。通過提供反應(yīng)氣濃度不同但是總氣體速度相同的各種氣流9a-9d，該體系避免了湍流和其它由氣流速度不同造成的流動(dòng)不規(guī)則，向處理面的各區(qū)域每單位面積所提供反應(yīng)氣的摩爾流量基本相等。
因此，在處理面18所有部分上的晶片3的暴露表面每單位時(shí)間每單位面積接受到的反應(yīng)氣的量基本相同。因此，在所有暴露的晶片表面3上反應(yīng)以基本均勻的速率進(jìn)行。例如，當(dāng)反應(yīng)包括外延生長之類的層沉積時(shí)，沉積的層以基本均勻的速率在各暴露表面上生長。
該體系可進(jìn)行改變，在每單位表面積每單位時(shí)間下輸送不等量的反應(yīng)氣。例如，反應(yīng)器內(nèi)的氣流模式可包括一些在處理面上或處理面附近沿徑向向外方向、離開軸14的流。這種流可用于將一些未反應(yīng)的反應(yīng)氣從最內(nèi)測(cè)區(qū)域10d輸送到最外側(cè)區(qū)域10a。為了補(bǔ)償這種影響，可對(duì)氣源進(jìn)行調(diào)節(jié)，向最內(nèi)側(cè)的區(qū)域輸送略多的反應(yīng)氣，使最內(nèi)側(cè)氣流9d中的反應(yīng)氣濃度增至高于達(dá)到每單位時(shí)間具有相等反應(yīng)氣流所需的濃度。在此情況下，反應(yīng)氣流和反應(yīng)氣濃度將不會(huì)完全與距離軸14的徑向距離成比例。然而，該體系將使用具有不同濃度但是相同速度的多股氣流提供向下的或軸向的流動(dòng)氣簾，該氣簾在不同的徑向位置具有基本均勻的速度，但是反應(yīng)氣濃度不同。
在另一變體中，來自最外側(cè)進(jìn)口8a的氣流中的反應(yīng)氣濃度將為100％，因此沖擊在最外區(qū)域上的向下流動(dòng)的氣體完全由反應(yīng)氣組成，不含載氣。在此情況下，可省去與進(jìn)口8a相連的載氣源7a。同樣，上述原理可用于導(dǎo)向更多或更少區(qū)域的更多或更少的氣體進(jìn)口。
在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的設(shè)備中，見圖2和圖3，氣流進(jìn)口并非像圖1所示那樣位于旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)的徑向平面上。在圖2和圖3的實(shí)施方式中，最外側(cè)的氣體進(jìn)口108a位于基片支架102旋轉(zhuǎn)軸114的一側(cè)，距離軸有很遠(yuǎn)的徑向距離，下一個(gè)氣體進(jìn)口108b位于軸114的相對(duì)側(cè)，但是與軸的徑向距離較短。進(jìn)口108c和108d距離軸114的軸向距離較短，它們也位于軸兩側(cè)的同一直徑219上(圖3)。此處，不同的氣流109a-109d沖擊在處理面118具有不同面積的不同區(qū)域上。以上述相同的方式對(duì)從載氣源107a-107d流出的載氣以及從反應(yīng)氣源106a-106d流出的反應(yīng)氣進(jìn)行選擇，從而提供具有不同反應(yīng)氣濃度和流量、但速度相同的氣流109a-109d。在另一變體中，氣體進(jìn)口可以是兩個(gè)成套設(shè)備，中軸兩側(cè)各一套，每套設(shè)備包括用于將氣體導(dǎo)向處理面所有區(qū)域上的氣體進(jìn)口的全部?？梢蕴峁﹥商滓陨系臍怏w進(jìn)口，例如位于兩條直徑上的四套進(jìn)口。在另一變體中(圖4)，不同的氣體進(jìn)口36a、36g可沿不同的半徑17a-17g分布在距離中軸114不同徑向距離的位置上。
在上述設(shè)備中，每股氣流都是通過在將混合氣體通入反應(yīng)室之前，混合載氣和反應(yīng)氣而形成的。然而并非必須如此。在圖5A和5B的設(shè)備中，最內(nèi)側(cè)的氣體進(jìn)口208d包括兩個(gè)通過反應(yīng)器頂壁216的獨(dú)立開口反應(yīng)氣口230d和載氣口232d。反應(yīng)氣口230d與反應(yīng)氣源206d相連，而載氣口232d與載氣源207d相連。口230d和232d的位置相鄰，從而在氣體進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)201后，通過口232d導(dǎo)入的載氣立即與通過口230d導(dǎo)入的反應(yīng)氣相混合，形成朝向下方處理面218相關(guān)區(qū)域的混合氣流。每個(gè)其它進(jìn)口208a-208c均由類似的一對(duì)口組成，以相同的方式操作。
圖5A和5B所示設(shè)備還包括位于反應(yīng)室210內(nèi)頂壁216和處理面之間的多孔板215。根據(jù)美國專利第6,197,121號(hào)(其說明書參考結(jié)合入本文)較為詳細(xì)的討論，這種多孔板可包括例如由一組冷卻劑導(dǎo)管支承的金屬網(wǎng)篩。該多孔板具有朝向頂壁216的上游側(cè)即進(jìn)口側(cè)，還具有朝向基片支架202(朝向圖5A中圖示的底部)的下游側(cè)。多孔板215與頂壁隔開。一組隔離壁250在進(jìn)口208a-208d附近的頂壁216和多孔壁215之間延伸。隔離壁250將多孔壁的上游空間細(xì)分為空間254a-254d。每個(gè)氣體進(jìn)口208a-208d在一個(gè)這樣的空間中開口。另外的壁256將空間254a-254d與位于多孔板上游的其它空間258(圖5B)分隔。
在操作中，通過各進(jìn)口提供的載氣和反應(yīng)氣在該進(jìn)口相連的空間內(nèi)混合，通過與該空間對(duì)齊的多孔板區(qū)域。例如，由進(jìn)口208d提供的混合氣體(該混合氣體包括來自口230d的反應(yīng)氣體和來自口232d的載氣)向下通過多孔板215區(qū)域，以氣流209d的形式從注射板的下游側(cè)到達(dá)處理面，該氣流主要沖擊在處理面218最內(nèi)側(cè)區(qū)域210d。來自進(jìn)口208c、208b和208d的氣體分別以相同的方式在空間254c、254b和254a內(nèi)混合形成氣流209c、209b和209a，這些氣流沖擊處理面的其它區(qū)域。盡管圖5A為了清楚說明起見，分別描繪了獨(dú)立的流，但是在實(shí)際中，在從多孔板215到處理面的圖中氣流會(huì)放射狀地散開并互相融合。此處，要對(duì)各氣源提供的載氣和反應(yīng)氣的流量進(jìn)行選擇，使各氣流209的總流量基本相等，從而各氣流的速度基本相等，但是各氣流中反應(yīng)氣的濃度不相等。在此結(jié)構(gòu)中，也可在繞中軸214圓周隔開的其它位置上安裝其它的載氣和反應(yīng)器進(jìn)口208′組。每個(gè)這種組的排列方式與進(jìn)口208a-208d相同。也可通過與其它空間258相連的其它進(jìn)口(未顯示)導(dǎo)入生長過程中所用的其它氣體。這些其它氣體可以與載氣和反應(yīng)氣同時(shí)導(dǎo)入，也可在其它時(shí)間，在過程的其它步驟中導(dǎo)入。
可使用具有進(jìn)口(例如上圖1A和2所示的)的類似多孔板。
在根據(jù)另一實(shí)施方式的設(shè)備中(圖6)，用構(gòu)成進(jìn)口的口來控制各氣流中的氣體量。在此實(shí)施方式中，最外側(cè)的氣體進(jìn)口308a包括反應(yīng)氣口330a和載氣口332a，各個(gè)其它的氣體進(jìn)口308b、308c和308d包括類似成對(duì)的口。構(gòu)成各氣體進(jìn)口的口的位置相鄰。這些口沿同一徑向線317排列。所有的反應(yīng)氣口330a、330b、330c和330d與同一導(dǎo)管306相連，該導(dǎo)管與一反應(yīng)氣供應(yīng)源相連，從而以基本相同的壓力向所有的反應(yīng)氣口供應(yīng)反應(yīng)氣。類似地，所有的載氣口332a、332b、332c和332d與同一導(dǎo)管307相連，該導(dǎo)管與一載氣供應(yīng)源相連，從而以基本相同的壓力向所有的載氣口供應(yīng)載氣。這些口的尺寸不同，因此它們的流阻也不同。最外側(cè)氣體進(jìn)口308a的反應(yīng)氣口330a較大，具有較低的流阻，最外側(cè)氣體進(jìn)口的載氣口332a較小，因此具有較高的流阻。因此，從這些口中、即從氣體進(jìn)口308a流出的氣流將結(jié)合大比例的反應(yīng)氣和小比例的載氣。相反地，最內(nèi)側(cè)氣體進(jìn)口308d的反應(yīng)氣口330d較小，具有高流阻，該進(jìn)口的載氣口332d較大，具有高流阻。從進(jìn)口308d流出的氣流將具有較大比例的載氣。從圖6可以看出，反應(yīng)氣口330的尺寸沿離開軸314的徑向向外方向(即從處理表面最小區(qū)域到最大區(qū)域的方向)逐漸增大，從而反應(yīng)氣口的流阻沿此方向逐漸減小。相反地，載氣口的流阻在此方向上逐漸增大。因此該設(shè)備將提供總流量(載氣+反應(yīng)氣)基本相等、但反應(yīng)氣濃度不等的氣流，該氣流沖擊在處理面的不同區(qū)域上?？扇缟纤鲅囟鄺l徑向線提供多組口，從而繞腔室的圓周提供多股這種流。
在另一變體中(圖7)，獨(dú)立的口被延伸通過頂板432的載氣通道432和反應(yīng)氣通道430代替。在圖7中可看到這些通道的下游端(這些通道在反應(yīng)室內(nèi)的開口端)。這些通道并排排列。載氣通道432與載氣導(dǎo)管407相連，反應(yīng)氣通道430與反應(yīng)氣導(dǎo)管406相連。導(dǎo)管407和406分別與載氣和反應(yīng)氣供應(yīng)源相連。載氣通道432的寬度w432沿離開軸414的徑向向外方向逐漸減小。因此，載氣通道對(duì)載氣沿通道下游方向(圖7中垂直于紙面向外的方向)流動(dòng)的流阻沿徑向向外的方向逐漸增大。反應(yīng)氣通道的寬度沿徑向向外的方向逐漸增大，因此反應(yīng)氣通道對(duì)反應(yīng)氣下游流動(dòng)的流阻沿徑向向外的方向逐漸減小。在操作中，較大量的反應(yīng)氣通過反應(yīng)氣通道430徑向靠外的部分，較少量的載氣通過載氣通道432徑向靠外的部分。相反地，少量的反應(yīng)氣和大量的載氣通過通道徑向靠內(nèi)的部分。載氣和反應(yīng)氣混合形成向下(圖7中垂直于紙面向外的方向)流動(dòng)的氣流，該氣流在每單位徑向距離上具有基本恒定的總流量，在所有徑向位置上具有基本恒定的速度，但是其中反應(yīng)氣濃度沿徑向向外方向逐漸增大。
如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的反應(yīng)氣具有與圖7所示通道類似的反應(yīng)氣通道530和載氣通道532。然而，在圖8的反應(yīng)器中，這些通道在其徑向范圍內(nèi)的寬度恒定。反應(yīng)氣通道530中填有篩網(wǎng)或其它多孔結(jié)構(gòu)531，這些篩網(wǎng)或其它多孔結(jié)構(gòu)531的孔隙率沿離開軸514的徑向向外方向逐漸增大。因此，通道530對(duì)反應(yīng)氣向下游流動(dòng)的流阻沿徑向向外方向逐漸減小。載氣通道532中填有多孔結(jié)構(gòu)533，該多孔結(jié)構(gòu)533的孔隙率沿徑向向外的方向逐漸減小，從而其流阻沿此方向逐漸增大。其實(shí)際效果與圖7所述的效果相同?？梢詫?duì)通道的其它特征進(jìn)行改變，使通道沿徑向范圍的流阻有類似的變化。例如，通道可在不同的徑向位置具有擋板或局部阻礙。在另一變體中，各通道下游方向以及內(nèi)邊緣和外邊緣的長度可以不同。例如，當(dāng)通道延伸通過板時(shí)，板厚度可在徑向方向改變，從而改變通道的長度，從而改變通道在徑向上的流阻。
盡管本文已結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解這些實(shí)施方式僅是用于說明本發(fā)明的原理和應(yīng)用。因此應(yīng)當(dāng)理解可以在不背離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明精神和范圍的基礎(chǔ)上對(duì)列舉的實(shí)施方式進(jìn)行大量修改。
工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明可用于電子制造工業(yè)以及需要通過在電子元件上的材料外延生長而大量制造電子元件的領(lǐng)域。本發(fā)明可用于例如在用作電子元件的硅芯片上外延生長材料的垂直圓盤反應(yīng)器。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種用于處理基片的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括反應(yīng)室；安裝在該反應(yīng)室內(nèi)的基片支架，從而可以將至少一個(gè)基片安裝在基片支架上；與所述反應(yīng)室相連的多個(gè)氣體進(jìn)口；一個(gè)或多個(gè)與所述進(jìn)口相連的反應(yīng)氣源和一個(gè)或多個(gè)與至少一個(gè)所述進(jìn)口相連的載氣源，對(duì)所述氣源和進(jìn)口進(jìn)行構(gòu)建和設(shè)置，使得各進(jìn)口向所述室內(nèi)的基片支架導(dǎo)出氣流，在這些被所述進(jìn)口定向的氣流中，所述反應(yīng)氣的濃度和質(zhì)量流量不同，但是該氣流的速度基本相同；對(duì)所述進(jìn)口和所述氣源進(jìn)行設(shè)置，并使得各所述氣流的反應(yīng)氣質(zhì)量流量與所述處理面相關(guān)區(qū)域的面積成比例。
2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述基片支架具有結(jié)合了多個(gè)面積不等的區(qū)域的處理面，對(duì)所述進(jìn)口進(jìn)行設(shè)置，使各股所述氣流與所述區(qū)域中不同的區(qū)域相關(guān)，并沖擊不同的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，對(duì)所述進(jìn)口和氣源進(jìn)行設(shè)置，使所述氣流中的第一氣流沖擊在所述區(qū)域中具有第一面積的第一區(qū)域上，所述氣流中的第二氣流沖擊在所述區(qū)域中具有大于所述第一面積的第二面積的第二區(qū)域上，使得所述氣流中的第二氣流的反應(yīng)氣質(zhì)量流量大于所述第一氣流的反應(yīng)氣質(zhì)量流量。
4.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，對(duì)所述進(jìn)口和所述氣源進(jìn)行設(shè)置，使各氣流的反應(yīng)氣質(zhì)量流量與所述處理面相關(guān)區(qū)域的面積成正比，同時(shí)總氣體速度保持恒定。
5.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所安裝的基片支架能夠繞軸旋轉(zhuǎn)，所述處理面基本垂直于所述的軸，所述進(jìn)口設(shè)置成使所述氣流以基本平行于所述軸的方向流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)口位于距所述軸不同徑向距離的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)口設(shè)置成使所述氣流定向于基本沿一共同的平面流動(dòng)，所述共同的平面從所述軸基本徑向延伸。
8.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，還包括注射板，該注射板具有上游面和下游面，所述注射板至少是部分多孔的，所述注射板位于所述進(jìn)口和所述基片支架之間的腔室內(nèi)，該注射板的上游面朝向所述進(jìn)口，使得從所述進(jìn)口通向所述基片支架的氣體通過所述注射板到達(dá)所述下游面，從所述下游面到達(dá)所述基片支架。
9.如權(quán)利要求8所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)口中的至少一個(gè)包括與所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)氣源中的一個(gè)相連的反應(yīng)氣口，以及與所述一個(gè)或多個(gè)載氣源中的一個(gè)相連的載氣口，所述口向所述腔室敞開，使得通過所述反應(yīng)氣口導(dǎo)入的反應(yīng)氣與通過所述載氣口導(dǎo)入的載氣混合，形成混合氣流，該混合氣流從所述注射板的下游面流出。
10.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)口中的至少一個(gè)包括公共口，該公共口向所述腔室敞開，與所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)氣源中的一個(gè)相連，還與所述一個(gè)或多個(gè)載氣源中的一個(gè)相連。
11.一種處理基片的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括腔室；一個(gè)安裝成用于在該腔室內(nèi)移動(dòng)的基片支架，所述基片支架適用于固定一個(gè)或多個(gè)基片；用來輸送氣流的氣流發(fā)生器，所述氣流在氣流內(nèi)的不同位置上具有基本均勻的速度但具有不同的反應(yīng)氣濃度，所述氣流發(fā)生器設(shè)置成使腔室內(nèi)的氣流朝向基片支架；所述基片支架安裝成用于繞軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述氣流發(fā)生器適合提供所述氣流，該氣流在距所述軸不同徑向距離的位置具有不同的反應(yīng)氣濃度。
12.如權(quán)利要求11所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述氣流發(fā)生器適合提供所述氣流，該氣流中反應(yīng)氣的濃度與所述氣流發(fā)生器距所述軸的徑向距離成正比。
13.如權(quán)利要求11所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述氣流發(fā)生器產(chǎn)生沿平行于所述軸的軸向向下流入所述腔室的氣流。14.如權(quán)利要求11所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述氣流發(fā)生器包括多個(gè)互相隔開的氣流進(jìn)口，以及與所述氣流進(jìn)口相連的不同氣源，對(duì)所述氣源進(jìn)行設(shè)置，使得不同進(jìn)口提供的氣體具有不同的反應(yīng)氣濃度，同時(shí)總氣體速度基本保持恒定。
15.如權(quán)利要求11所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述氣流發(fā)生器包括限定出具有下游方向的載氣通道和具有下游方向的反應(yīng)氣通道的結(jié)構(gòu)，所述反應(yīng)氣通道靠近所述載氣通道延伸；所述載氣源通過所述載氣通道與腔室內(nèi)部相連，從而使進(jìn)入腔室的載氣能夠沿下游方向通過該載氣通道，所述反應(yīng)氣源通過所述反應(yīng)氣通道與所述腔室相連，從而使進(jìn)入腔室的反應(yīng)氣能夠沿下游方向通過該反應(yīng)氣通道，每條所述通道對(duì)沿下游方向流過通道的氣體具有流阻，載氣通道的流阻沿離開所述軸的徑向向外方向逐漸增大，反應(yīng)氣通道的流阻沿徑向向外的方向逐漸減小。
16.如權(quán)利要求15所述的反應(yīng)器，還包括阻流結(jié)構(gòu)，該阻流結(jié)構(gòu)包括板，所述載氣通道以載氣縫隙的形式延伸通過該板，所述反應(yīng)氣通道以載氣縫隙的形式延伸通過該板，所述各條縫隙具有與徑向向外方向橫切的寬度，載氣縫隙的寬度沿向外的方向逐漸減小，反應(yīng)氣縫隙的寬度沿向內(nèi)的方向逐漸減小。
17.一種在基片上生長外延層的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括反應(yīng)室；可移動(dòng)地安裝在該反應(yīng)室內(nèi)、用于繞軸旋轉(zhuǎn)的基片支架，從而可將至少一個(gè)基片安裝在該基片支架上；以第一反應(yīng)氣流量提供第一反應(yīng)氣的第一反應(yīng)氣源；以第一載氣流量提供第一載氣的第一載氣源；與所述腔室相連的所述第一氣體進(jìn)口和所述第一載氣源，使第一反應(yīng)氣和第一載氣以第一混合氣流的形式進(jìn)入腔室內(nèi)，所述第一混合氣流具有第一混合氣流速度；以第二反應(yīng)氣流量提供第二反應(yīng)氣的第二反應(yīng)氣源；以第二載氣流量提供第二載氣的第二載氣源；與所述腔室相連的所述第二反應(yīng)氣源和所述第二載氣源，使第二反應(yīng)氣和第二載氣以第二混合氣流的形式進(jìn)入腔室內(nèi)，所述第二混合氣流具有與所述第一混合速度基本相等的第二混合速度；所述反應(yīng)氣源和載氣源與所述室相連，使得所述第一混合氣流沖擊在所述處理面的第一處理區(qū)上，所述第二混合氣流沖擊在所述處理面的第二處理區(qū)上，所述第二處理區(qū)的面積與所述第一處理區(qū)的面積不相等；對(duì)所述第一反應(yīng)氣速度和第二反應(yīng)氣速度進(jìn)行選擇，使得所述第一反應(yīng)氣流量與所述第一處理區(qū)面積之比等于所述第二反應(yīng)氣流量與所述第二處理區(qū)面積之比。
18.如權(quán)利要求16所述的反應(yīng)器，還包括第二氣體進(jìn)口，其中所述第二載氣源與所述腔室相連，使得第二反應(yīng)氣與第二載氣以第二混合氣流的形式進(jìn)入腔室內(nèi)，所述第一氣體進(jìn)口和所述第二氣體進(jìn)口產(chǎn)生的所述第一混合氣流和所述第二混合氣流分別沿平行于所述軸的軸向向下進(jìn)入所述腔室內(nèi)。
19.一種處理基片的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括；腔室；可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述腔室內(nèi)用于繞軸旋轉(zhuǎn)的基片支架，所述基片支架包括用來固定將要進(jìn)行處理的一個(gè)或多個(gè)基片的處理面；氣體供應(yīng)裝置，該裝置用來將反應(yīng)氣和載氣導(dǎo)入所述腔室內(nèi)，使所述氣體在所述腔室內(nèi)以一股或多股氣流的形式流向所述處理面，所述一股或多股氣流的速度基本均一，但是使得位于不同徑向位置的處理面的不同部分每單位時(shí)間每單位面積所收到的所述反應(yīng)氣的量基本相同；操作所述氣體供應(yīng)裝置，從而混合至少一些所述反應(yīng)氣與所述載氣，使得流向所述處理面徑向向外部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度高于流向所述處理面徑向向內(nèi)部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度。
20.如權(quán)利要求19所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述氣流發(fā)生器產(chǎn)生沿平行于所述軸的軸向向下流入所述腔室的氣流。
21.一種處理基片的方法，該方法包括使基片支架繞軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將一個(gè)或多個(gè)基片固定在所述支架上，使基片將要進(jìn)行處理的一個(gè)或多個(gè)表面與所述軸基本垂直地放置；向所述腔室內(nèi)導(dǎo)入反應(yīng)氣和載氣，使所述氣體在所述腔室內(nèi)以一股或多股氣流的形式在距所述軸不同軸向距離處，以基本均勻的速度流向所述一個(gè)或多個(gè)表面，使得所述一個(gè)或多個(gè)表面在距所述軸不同徑向距離處的不同部分在每單位時(shí)間每單位面積所接收反應(yīng)氣的量基本相同；將至少一些所述反應(yīng)氣與所述載氣混合，使得流向所述一個(gè)或多個(gè)表面徑向向外部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度高于流向所述一個(gè)或多個(gè)表面徑向向內(nèi)部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)入步驟包括通過位于距離所述軸不同徑向距離處的多個(gè)進(jìn)口向所述腔室內(nèi)釋放氣體。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，進(jìn)行混和步驟，從而在從至少一些所述進(jìn)口釋放氣體之前混合載氣與反應(yīng)氣，使得從不同進(jìn)口釋放的氣流具有不同濃度的載氣。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括以下步驟保持所述腔室內(nèi)的反應(yīng)條件，使得所述反應(yīng)氣在所述基片上反應(yīng)，從而在所述一個(gè)或多個(gè)表面上外延生長層，所述層包含源自所述反應(yīng)氣的組分。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)氣包括金屬烷基化合物。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述載氣包括氮?dú)狻?br> 權(quán)利要求
1.一種用于處理基片的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括反應(yīng)室；可移動(dòng)安裝在該反應(yīng)室內(nèi)的基片支架，從而可以將至少一個(gè)基片安裝在基片支架上；與所述反應(yīng)室相連的多個(gè)氣體進(jìn)口；一個(gè)或多個(gè)與所述進(jìn)口相連的反應(yīng)氣源和一個(gè)或多個(gè)與至少一個(gè)所述進(jìn)口相連的載氣源，對(duì)所述氣源和進(jìn)口進(jìn)行構(gòu)建和設(shè)置，使得各進(jìn)口向所述室內(nèi)的基片支架導(dǎo)出氣流，在這些被所述進(jìn)口定向的氣流中，所述反應(yīng)氣的濃度和質(zhì)量流量不同，但是該氣流的速度基本相同。
2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述基片支架具有結(jié)合了多個(gè)面積不等的區(qū)域的處理面，對(duì)所述進(jìn)口進(jìn)行設(shè)置，使各股所述氣流與所述區(qū)域中不同的區(qū)域相關(guān)，并沖擊不同的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，對(duì)所述進(jìn)口和氣源進(jìn)行設(shè)置，使所述氣流中的第一氣流沖擊在所述區(qū)域中具有第一面積的第一區(qū)域上，所述氣流中的第二氣流沖擊在所述區(qū)域中具有大于所述第一面積的第二面積的第二區(qū)域上，使得所述氣流中的第二氣流的反應(yīng)氣質(zhì)量流量大于所述第一氣流的反應(yīng)氣質(zhì)量流量。
4.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，對(duì)所述進(jìn)口和所述氣源進(jìn)行設(shè)置，使各氣流的反應(yīng)氣質(zhì)量流量與所述處理面相關(guān)區(qū)域的面積成比例。
5.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所安裝的基片支架能夠繞軸旋轉(zhuǎn)，所述處理面基本垂直于所述的軸，所述進(jìn)口設(shè)置成使所述氣流以基本平行于所述軸的方向流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)口位于距所述軸不同徑向距離的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)口設(shè)置成使所述氣流定向于基本沿一共同的平面流動(dòng)，所述共同的平面從所述軸基本徑向延伸。
8.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，還包括注射板，該注射板具有上游面和下游面，所述注射板至少是部分多孔的，所述注射板位于所述進(jìn)口和所述基片支架之間的腔室內(nèi)，該注射板的上游面朝向所述進(jìn)口，使得從所述進(jìn)口通向所述基片支架的氣體通過所述注射板到達(dá)所述下游面，從所述下游面到達(dá)所述基片支架。
9.如權(quán)利要求8所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)口中的至少一個(gè)包括與所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)氣源中的一個(gè)相連的反應(yīng)氣口，以及與所述一個(gè)或多個(gè)載氣源中的一個(gè)相連的載氣口，所述口向所述腔室敞開，使得通過所述反應(yīng)氣口導(dǎo)入的反應(yīng)氣與通過所述載氣口導(dǎo)入的載氣混合，形成混合氣流，該混合氣流從所述注射板的下游面流出。
10.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)口中的至少一個(gè)包括公共口，該公共口向所述腔室敞開，與所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)氣源中的一個(gè)相連，還與所述一個(gè)或多個(gè)載氣源中的一個(gè)相連。
11.一種處理基片的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括腔室；一個(gè)安裝成用于在該腔室內(nèi)移動(dòng)的基片支架，所述基片支架適用于固定一個(gè)或多個(gè)基片；用來輸送氣流的氣流發(fā)生器，所述氣流在氣流內(nèi)的不同位置上具有基本均勻的速度但具有不同的反應(yīng)氣濃度，所述氣流發(fā)生器設(shè)置成使腔室內(nèi)的氣流朝向基片支架。
12.如權(quán)利要求11所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述基片支架安裝成用于繞軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述氣流發(fā)生器適合提供所述氣流，該氣流在距所述軸不同徑向距離的位置具有不同的反應(yīng)氣濃度。
13.如權(quán)利要求12所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述氣流發(fā)生器包括多個(gè)互相隔開的氣流進(jìn)口，以及與所述氣流進(jìn)口相連的不同氣源，對(duì)所述氣源進(jìn)行設(shè)置，使得不同進(jìn)口提供的氣體具有不同的反應(yīng)氣濃度。
14.如權(quán)利要求12所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述氣流發(fā)生器包括限定出具有下游方向的載氣通道和具有下游方向的反應(yīng)氣通道的結(jié)構(gòu)，所述反應(yīng)氣通道靠近所述載氣通道延伸；所述載氣源通過所述載氣通道與腔室內(nèi)部相連，從而使進(jìn)入腔室的載氣能夠沿下游方向通過該載氣通道，所述反應(yīng)氣源通過所述反應(yīng)氣通道與所述腔室相連，從而使進(jìn)入腔室的反應(yīng)氣能夠沿下游方向通過該反應(yīng)氣通道，每條所述通道對(duì)沿下游方向流過通道的氣體具有流阻，載氣通道的流阻沿離開所述軸的徑向向外方向逐漸增大，反應(yīng)氣通道的流阻沿徑向向外的方向逐漸減小。
15.如權(quán)利要求14所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述阻流結(jié)構(gòu)包括板，所述載氣通道以載氣縫隙的形式延伸通過該板，所述反應(yīng)氣通道以載氣縫隙的形式延伸通過該板，所述各條縫隙具有與徑向向外方向橫切的寬度，載氣縫隙的寬度沿向外的方向逐漸減小，反應(yīng)氣縫隙的寬度沿向內(nèi)的方向逐漸減小。
16.一種在基片上生長外延層的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括反應(yīng)室；可移動(dòng)地安裝在該反應(yīng)室內(nèi)的基片支架，從而可將至少一個(gè)基片安裝在該基片支架上；以第一反應(yīng)氣流量提供第一反應(yīng)氣的第一反應(yīng)氣源；以第一載氣流量提供第一載氣的第一載氣源；與所述腔室相連的所述第一氣體進(jìn)口和所述第一載氣源，使第一反應(yīng)氣和第一載氣以第一混合氣流的形式進(jìn)入腔室內(nèi)，所述第一混合氣流具有第一混合氣流速度；以第二反應(yīng)氣流量提供第二反應(yīng)氣的第二反應(yīng)氣源；以第二載氣流量提供第二載氣的第二載氣源；與所述腔室相連的所述第二反應(yīng)氣源和所述第二載氣源，使第二反應(yīng)氣和第二載氣以第二混合氣流的形式進(jìn)入腔室內(nèi)，所述第二混合氣流具有與所述第一混合速度基本相等的第二混合速度。
17.如權(quán)利要求16所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述基片支架限定了適合將所述一個(gè)或多個(gè)基片固定在其上的處理面，所述反應(yīng)氣源和載氣源與所述腔室相連，使得所述第一混合氣流沖擊在所述處理面的第一處理區(qū)上，所述第二混合氣流沖擊在所述處理面的第二處理區(qū)上，所述第二處理區(qū)的面積與所述第一處理區(qū)的面積相等；對(duì)所述第一反應(yīng)氣速度和第二反應(yīng)氣速度進(jìn)行選擇，使得所述第一反應(yīng)氣流量與所述第一處理區(qū)之比等于所述第二反應(yīng)氣流量與所述第二處理區(qū)之比。
18.一種處理基片的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括腔室；可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述腔室內(nèi)用于繞軸旋轉(zhuǎn)的基片支架，所述基片支架包括用來固定將要進(jìn)行處理的一個(gè)或多個(gè)基片的處理面；氣體供應(yīng)裝置，該裝置用來將反應(yīng)氣和載氣導(dǎo)入所述腔室內(nèi)，使所述氣體在所述腔室內(nèi)以一股或多股氣流的形式流向所述處理面，所述一股或多股氣流的速度基本均一，但是使得位于不同徑向位置的處理面的不同部分每單位時(shí)間每單位面積所收到的所述反應(yīng)氣的量基本相同。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，操作所述氣體供應(yīng)裝置，從而混合至少一些所述反應(yīng)氣與所述載氣混合，使得流向所述處理面徑向向外部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度高于流向所述處理面徑向向內(nèi)部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度。
20.一種處理基片的方法，該方法包括使基片支架繞軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將一個(gè)或多個(gè)基片固定在所述支架上，使基片將要進(jìn)行處理的一個(gè)或多個(gè)表面與所述軸基本垂直地放置；向所述腔室內(nèi)導(dǎo)入反應(yīng)氣和載氣，使所述氣體在所述腔室內(nèi)以一股或多股氣流的形式在距所述軸不同軸向距離處，以基本均勻的速度流向所述一個(gè)或多個(gè)表面，使得所述一個(gè)或多個(gè)表面在距所述軸不同徑向距離處的不同部分在每單位時(shí)間每單位面積所接收反應(yīng)氣的量基本相同。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)入步驟包括將至少一些所述反應(yīng)氣與所述載氣混合，使得流向所述一個(gè)或多個(gè)表面徑向向外部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度高于流向所述一個(gè)或多個(gè)表面徑向向內(nèi)部分的氣體中反應(yīng)氣的濃度。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)入步驟包括通過位于距離所述不同徑向距離處的多個(gè)進(jìn)口向所述腔室內(nèi)釋放氣體。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，進(jìn)行混和步驟，從而在從至少一些所述進(jìn)口釋放氣體之前混合載氣與反應(yīng)氣，使得從不同進(jìn)口釋放的氣流具有不同濃度的載氣。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括以下步驟保持所述腔室內(nèi)的反應(yīng)條件，使得所述反應(yīng)氣在所述基片上反應(yīng)，從而在所述一個(gè)或多個(gè)表面上外延生長層，所述層包含源自所述反應(yīng)氣的組分。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)氣包括金屬烷基化合物。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述載氣包括氮?dú)狻?br> 全文摘要
在一個(gè)用于在基片(3)上生長外延層的轉(zhuǎn)盤式反應(yīng)器(1)中，在距離圓盤旋轉(zhuǎn)軸不同徑向距離的位置處流向基片的氣體速度基本相同。流向遠(yuǎn)離軸的圓盤部分(10a)的氣體中，反應(yīng)氣(4)的濃度高于流向靠近軸的圓盤部分(10d)，使得距離軸(14)不同距離的基片表面部分每單位面積所接收反應(yīng)氣(4)的量基本相同。在反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到了所需的流動(dòng)式樣，同時(shí)能夠在基片上均勻地沉積和生長外延膜。
文檔編號(hào)C30B25/02GK1849410SQ03826932
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者M·墨菲, R·霍夫曼, J·克魯爾, L·凱丁斯基, J·C·拉馬, E·阿穆爾 申請(qǐng)人:維高儀器股份有限公司