具有为原位方法配置的反应室的淀积系统以及相关方法技术方案

淀积系统，包括反应室(102)、用于加热反应室中的物质的至少一个热辐射发射器(104)以及用于在反应室(102)内原位探测和/或测量工件衬底的特性的至少一个测量装置(106)。一个或多个室壁对于热辐射以及测量装置所接收的辐射信号可以是透明的，以允许辐射分别传入并传出反应室。至少一定体积的不透明材料这样放置，使其遮蔽测量装置(106)的传感器(108)免于热辐射中的至少一部分。形成淀积系统的方法包括提供一定体积的不透明材料，其位置使其遮蔽传感器免于热辐射。使用淀积系统的方法包括遮蔽传感器免于热辐射中的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请的主题涉及序列号61/526，137的美国临时专利申请的主题，其由Bertram等人于 2011 年 8 月 22 日提交，而其名称为 “DEPOSITION SYSTEMS HAVING ACCESS GATESAT DESIRABLE LOCATIONS, AND RELATED METHODS, ”；还涉及序列号 61/526，143 的美国临时专利申请的主题，其由Bertram等人于2011年8月22日提交，而其名称为“DEPOSITIONSYSTEMS INCLUDING A PRECUR SOR GAS FURNACE WITHIN A REACTION CHAMBER, AND RELATEDMETHODS, ”;还涉及序列号61/526，148的美国临时专利申请的主题，其由Bertram于2011年8 月 22 日提交，而其名称为“DIRECT LIQUID INJECTION FOR HALIDE VAPOR PHASE EPITAXYSYSTEMS AND METHODS, ”；通过此引用，本文以此包括上述每个申请的全部公开内容。
本专利技术的实施方式大体上涉及在衬底上淀积材料的系统，以及制造和使用该系统的方法。更特别地，本专利技术的实施方式涉及在衬底上淀积II1-V半导体材料的气相外延(VPE)和化学气相淀积(CVD)方法以及制造和使用该系统的方法。
技术介绍
化学气相淀积(CVD)是一种化学工艺，其用于在衬底上淀积固体材料，而且其广泛应用于半导体器件的制造。在化学气相淀积工艺中，衬底暴露于一种或多种反应物气体，该气体反应、分解或者反应并分解，从而导致固体材料在衬底表面上的淀积。本领域中一类特定的CVD工艺称为气相外延(VPE)。在VPE工艺中，衬底在反应室内暴露于一种或多种反应物气体，该气体反应、分解或者反应并分解，从而导致固体材料在衬底表面上外延淀积。VPE工艺经常用于淀积II1-V半导体材料。VPE工艺中的一种反应物蒸汽包括氢化物蒸汽时，该工艺可以称为氢化物气相外延(HVPE)工艺。HVPE工艺用于形成II1-V半导体材料，例如氮化镓(GaN)。此类工艺中，GaN在衬底上的外延生长源于在大约500°C和大约1100°C之间的高温下在反应室内进行的氯化镓(GaCl)和氨(NH3)之间的气相反应。NH3可以由标准NH3气体源供给。一些方法中，GaCl蒸汽通过将氯化氢(HCl)气体(可以由标准HCl气体源提供)穿过加热了的液体镓(Ga)以在反应室内原位形成GaCl提供。液体镓可以被加热到大约750°C和大约850°C之间的温度。GaCl和NH3可以被导引至被加热衬底(例如半导体材料晶片(wafer))的表面(例如，导引至加热衬底表面之上)。2001年I月30日授权的Solomon等人的美国专利第6，179，913号公开了用于此类系统和方法的气体注入系统，本文通过引用包含该专利的完整公开。此类系统中，必须向空气打开反应室以补充液体镓源。而且，此类系统中不可能原位清洁反应室。为解决这些问题，发展了利用GaCl3前体(precursor)的外部源的方法和系统,该GaCl3前体直接注入反应室。此类方法和系统的例子公布于，例如在2009年9月10日公布的Arena等人的美国专利申请公布第US2009/0223442A1号，本文通过引用包含该公布的完整公开。
技术实现思路

技术实现思路
是为了以简化形式有选择地引入一组概念而提供的，这些概念在下面的【具体实施方式】中进一步描述，其具有本专利技术的示例性实施方式。此
技术实现思路
并不旨在指明所保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用以限定所保护主题的范围。某些实施方式中，本公开包括淀积系统。该淀积系统包括具有一个或多个室壁的反应室。至少一个热辐射发射器被配置为发射热辐射穿过一个或多个室壁中的至少一个室壁进入反应室内部。热辐射可以包括电磁辐射谱的红外区域和可见区域中的至少一个区域的波长范围内的波长。至少一个被热辐射穿透的室壁包括透明材料，该透明材料对该波长范围的电磁辐射至少大体上透明。淀积系统还包括至少一个测量装置，该测量装置包括传感器。传感器位于反应室外面，其这样取向和配置:使其接收从反应室内部传递到反应室外部的电磁辐射信号。电磁辐射信号可以包括一个或多个在所发射的热辐射的波长范围内的波长。至少一定体积的不透明材料位于这样的位置:其防止至少一个热辐射发射器所发射的热辐射中的至少一部分被至少一个测量装置的传感器探测到。该不透明材料对在所发射的热辐射的波长范围内的电磁辐射波长不透明。其他实施方式中，本公开包括形成淀积系统的方法。至少一个热辐射发射器可以位于反应室外面并与反应室邻近，所述反应室包括一个或多个室壁。至少一个热辐射发射器可以这样取向，使其发射热辐射穿过一个或多个室壁中的至少一个室壁进入反应室内部。至少一个热辐射发射器可以包括发射器，该发射器被配置为在电磁辐射谱的红外区域和可见区域中的至少一 个区域内的电磁辐射波长范围内发射热辐射。可以选择被热辐射发射穿透的室壁中的至少一个使其包括透明材料，该透明材料对所发射热辐射的波长范围内的电磁辐射至少大体上透明。至少一个测量装置的传感器可以位于反应室外面并与反应室邻近。传感器可以这样取向:使其接收从反应室内部传递到反应室外部的电磁辐射信号。可以选择传感器使其包括这样配置的传感器:其探测一个或多个热辐射发射器所发射的热辐射波长范围内的一个或多个波长的电磁辐射信号。至少一定体积的不透明材料位于这样的位置:其防止至少一个热辐射发射器所发射的至少部分热辐射被至少一个测量装置的传感器探测到。可以选择该不透明材料使其包括对在发射热辐射的波长范围内的电磁辐射波长不透明的材料。其他实施方式中，本公开包括使用淀积系统在工件衬底(workpiece substrate)上淀积材料的方法。至少一个工件衬底可以位于反应室内部。热辐射可以从位于反应室外面的至少一个热辐射发射器发射，穿过反应室的一个或多个室壁的至少一部分进入反应室内部。热辐射发射穿过的一个或多个室壁可以包括透明材料，该透明材料对热辐射透明。至少一种工艺气体可以被引入反应室。至少一个工件衬底以及至少一种工艺气体可以被热辐射加热。材料可以从至少一种工艺气体淀积到至少一个工件衬底上。至少一个测量装置的传感器可以用于检测表征工件衬底的至少一种特性的电磁辐射信号。传感器可以位于反应室外面并与反应室邻近。传感器检测的电磁辐射信号可以从反应室内部穿过反应室的一个或多个对电磁辐射信号透明的室壁传递到传感器。使用至少一定体积的不透明材料，可以遮蔽传感器免于热辐射发射器所发射的至少部分热辐射。【附图说明】通过参考下面示例性实施方式的具体描述，本公开可以被更完整地理解，所附附图图示说明了该示例性实施方式，其中:图1为剖开透视图，其图示了一种淀积系统的示例性实施方式，该系统包括一定体积的不透明材料，该不透明材料用于遮蔽测量装置的传感器免于淀积系统的热辐射发射器所发射的热辐射；图2是图1所示淀积系统的部分透视图；图3A至3B是简化示意图，用于图示图1和2中的淀积系统的热辐射发射器所发射的热辐射波长与图1和2中的淀积系统的多种部件的透明材料(图3B)以及不透明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淀积系统，其包括：反应室，其包括顶壁、底壁以及在所述顶壁和所述底壁之间延伸的至少一个侧壁；至少一个热辐射发射器，其被与所述底壁邻近地放置，所述发射器被配置为在电磁辐射谱的红外区域和可见区域中的至少一个区域内的电磁辐射的波长范围内发射热辐射穿过所述反应室的至少一个室壁并进入所述反应室内部，所述反应室的所述底壁包括对所述波长范围内的电磁辐射至少大体上透明的透明材料，所述底壁包括透明石英；至少一个测量装置，其包括位于所述反应室外面的传感器，所述传感器这样取向并配置，使其接收从所述反应室内部传递到所述反应室外部的在所述波长范围内的一个或多个波长的电磁辐射信号；以及至少一定体积的不透明材料，所述不透明材料对所述波长范围内的电磁辐射波长不透明，所述至少一定体积的不透明材料位于这样的位置，使其防止所述至少一个热辐射发射器所发射的热辐射中的至少一部分被所述至少一个测量装置的所述传感器探测到，所述顶壁的至少一部分包括所述至少一定体积的不透明材料，所述不透明材料包括不透明石英。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 FR 1162463;2011.12.15 US 13/327,3021.一种淀积系统，其包括: 反应室，其包括顶壁、底壁以及在所述顶壁和所述底壁之间延伸的至少一个侧壁； 至少一个热辐射发射器，其被与所述底壁邻近地放置，所述发射器被配置为在电磁辐射谱的红外区域和可见区域中的至少一个区域内的电磁辐射的波长范围内发射热辐射穿过所述反应室的至少一个室壁并进入所述反应室内部，所述反应室的所述底壁包括对所述波长范围内的电磁辐射至少大体上透明的透明材料，所述底壁包括透明石英； 至少一个测量装置，其包括位于所述反应室外面的传感器，所述传感器这样取向并配置，使其接收从所述反应室内部传递到所述反应室外部的在所述波长范围内的一个或多个波长的电磁福射信号；以及 至少一定体积的不透明材料，所述不透明材料对所述波长范围内的电磁辐射波长不透明，所述至少一定体积的不透明材料位于这样的位置，使其防止所述至少一个热辐射发射器所发射的热辐射中的至少一部分被所述至少一个测量装置的所述传感器探测到，所述顶壁的至少一部分包括所述至少一定体积的不透明材料，所述不透明材料包括不透明石英。2.如权利要求1所述的淀积系统，其中所述至少一定体积的不透明材料包括一个或多个室壁中的一个室壁的至少一部分。3.如权利要求1所述的淀积系统，其还包括位于所述反应室内部的体，所述体包括所述至少一定体积的不透明材料。4.如权利要求1所述的淀积系统，其中所述至少一个侧壁的至少一部分包括所述至少一定体积的不透明材料，而其中所述不透明材料包括不透明石英。5.如权利要求1所述的淀积系统，其中所述至少一个测量装置的所述传感器被与所述顶壁邻近地放置，而所述顶壁的至少一部分包括所述至少一定体积的不透明材料，而其中所述不透明材料包括不透明石英，而其中所述至少一个侧壁至少一部分包括所述至少一定体积的不透明材料，而其中所述不透明材料包括不透明石英。6.如权利要求1所述的淀积系统，其中所述至少一个热辐射发射器位于所述反应室外面而与所述底壁邻近，所述底壁的至少一部分包括所述透明材料，所述至少一个测量装置的所述传感器位于所述反应室外面而与所述顶壁邻近，而其中所述顶壁和所述至少一个侧壁中的至少一个包括所述至少一定体积的不透明材料。7.一种形成淀积系统的方法，其包括: 将至...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·林多，R·贝尔特拉姆，C·卡尼扎尔，
申请(专利权)人：SOITEC公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR