发明名称 成长氮化镓系列半导体之方法与装置
摘要 本发明提供一种成长氮化镓系列半导体,如氮化铟、氮化镓、氮化铝及其化合物的方法及装置,此法是在超高真空室内,以电浆产生低能量的氮原子并以很近的距离射向基板,其他的反应气体及掺杂气体如三甲基镓(TMGa)、三甲基铟(TMIn)、三甲基铝(TMA1)、二乙基锌(DEZn)、双环戊二稀镁(CP2Mg)、矽烷(SiH4)及其他类似的有机金属及氩化物气体,则是以一介于基板与氮原子源之环形气体注入器注入。如此可以高的成长速率来成长大面积的磊晶层
申请公布号 TW404073 申请公布日期 2000.09.01
申请号 TW084105962 申请日期 1995.06.12
申请人 綦振瀛;骏宇有限公司 台北市大安区信义路四段二十五号五楼之二 发明人 綦振瀛
分类号 H01L31/0304 主分类号 H01L31/0304
代理机构 代理人
主权项 1.一种在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,该方法系于超高真空室内,以电浆产生低能量氮原子,并以小于两倍基板直径之距离射向预设基板;一气体注入器系介装于上述基板与一预设氮原子源产生装置之间,供注入反应气体及掺杂气体,以高的成长速率成长大面积磊晶层。2.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该基板系设于一可加热及旋转之操控装置。3.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该基板可加直流或射频偏压。4.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,氮原子源产生装置包括一气体入口及一射频端子,藉其所产生之电浆分解氮原子成激态及稳态氮原子。5.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该基板与氮原子源之距离在10公分(含)以内。6.如申请专利范围第5项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该距离能以一伸缩器予以调整。7.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该反应气体及掺杂气体系为有机金属化合物及氢化物气体。8.如申请专利范围第7项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为三甲基镓。9.如申请专利范围第7项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为三甲基铝。10.如申请专利范围第7项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为三甲基铟。11.如申请专利范围第7项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为二乙基锌。12.如申请专利范围第7项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为双环戊二稀镁。13.如申请专利范围第7项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为矽化氢。14.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,基板与氮原子源及其间之气体注入器系位于同一轴上,其相对位置可加以调整。15.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中该气体注入器系设为环形。16.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该气体注入器系由两半圆形结构所组成。17.如申请专利范围第1项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之方法,其中,该气体注入器系由四个四分之一圆形结构所构成。18.一种在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,该装置至少包括:一超高真空室;一设于上述真空室内之基板操控装置,可供容纳基片并对其加热;一设于上述真空室内基板操控装置相对同一轴上之氮原子源产生装置,系配设有一气体入口及射频端子,使基板能置于离该原子源近距离处;以及一设于上述基板与氮原子源间之气体注入器;依上述氮原子源产生装置所产生低能量氮原子系以小于两倍基板直径之距离射向基板,并因气体注入器之注入反应气体及掺杂气体而高速成长大面积磊晶层。19.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,基板操控装置系可旋转以增加温度均匀性。20.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该基板系可加直流或射频偏压。21.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该基板系置于氮原子源10公分(含)以内。22.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,基板与氮原子源之距离能以一伸缩器调整。23.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该反应气体及掺杂气体系为有机金属化合物及氢化物气体。24.如申请专利范围第23项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为三甲基镓。25.如申请专利范围第23项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为三甲基铝。26.如申请专利范围第23项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为三甲基铟。27.如申请专利范围第23项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为二乙基锌。28.如申请专利范围第23项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为双环戊二稀镁。29.如申请专利范围第23项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该有机金属化合物及氢化物气体为矽化氢。30.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,基板与氮原子源及其间之气体注入器系位于同一轴上,其相对位置可加以调整。31.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该气体注入器系设为环形。32.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该气体注入器系由两半圆形结构所组成。33.如申请专利范围第18项所述在基板上成长氮化镓磊晶层之装置,其中,该气体注入器系由四个四分之一圆形结构所构成。图式简单说明:第一图系本发明成长氮化镓系列半导体之设备较佳实施例图。第二图系本发明如第一图之另一实施例图。第三图a-第三图c系本发明气体注入器之较佳实施态样图。第四图系本发明成长GaN-based heterostructure的实施例简图。
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