KR20110069852A - 연속적인 공급 화학 기상 증착 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 일반적으로 연속적인 화학 기상 증착(CVD) 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 연속적인 CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 적어도 4 개의 증착 영역들을 가진 증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 전진시키는 단계를 포함한다. 다층의 물질은 각각의 웨이퍼 상에 증착됨으로써, 하나의 층은 각각의 증착 영역에 증착된다. 방법은 각각의 증착 영역을 통하여 각각의 웨이퍼를 전진시키면서, 제 1 증착 영역으로부터의 제 1 층, 제 2 증착 영역으로부터의 제 2 층, 제 3 증착 영역으로부터의 제 3 층, 제 4 증착 영역으로부터의 제 4 층을 증착시키는 단계를 제공한다. 본원에서 기술된 실시예들은 웨이퍼들 또는 기판들 상의 분류 물질, 특히 GaAs 웨이퍼들 상의 Ⅲ/Ⅴ 족 물질들을 형성하기 위해 이용될 수 있다.

Description

연속적인 공급 화학 기상 증착{CONTINUOUS FEED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 기상 증착을 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 화학 기상 증착 공정 및 챔버들에 관한 것이다.
화학 기상 증착("CVD")은 기상 화학 반응에 의하여, 기판, 예를 들면, 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 것이다. 화학 기상 증착 반응기들은 기판 상에 다양한 성분의 박막들을 증착시키기 위해 사용된다. CVD는 활동 범위에 있어서, 예를 들면, 반도체, 솔라(solar), 디스플레이, 및 다른 전자 제품에 대한 장치를 제조하는 동안 많이 이용된다.
매우 서로 다른 적용을 위한 CVD 반응기들의 유형이 많다. 예를 들면, CVD 반응기들은 대기압 반응기들, 저압 반응기들, 저온 반응기들, 고온 반응기들, 및 플라즈마 증대 반응기들을 포함한다. 이러한 독특한 설계들은 CVD 공정 동안 생겨나는 다양한 과제, 예를 들면, 공핍 효과, 오염 문제, 및 반응기 유지를 해결한다.
서로 다른 많은 반응기가 설계됨에도 불구하고, 새롭고 개선된 CVD 반응기 설계가 필요하다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로, 연속적인 화학 기상 증착(CVD) 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법에 관한 것이다. 많은 실시예들에서, 웨이퍼들은 동일한 방향으로 증착 시스템 내의 다수의 증착 영역들을 통하여 동일한 상대 속도로(relative rate) 수평으로 전진하거나, 이동하게 된다. 다층 물질은 각각의 웨이퍼 상에 증착됨으로써, 하나의 층은 각각의 증착 영역에서 증착된다. 각각의 웨이퍼 상의 다수로 증착된 층들은 동일한 성분 모두를 가질 수 있지만, 그러나 일반적으로 각각의 층은 성분에 의해 서로 다르다. 본원에 기술된 실시예들은, 웨이퍼들 또는 기판들 상에 증착, 성장하거나, 이와 달리 분류 물질(assortment of materials)을 형성하기 위해, 특히, Ⅲ/Ⅴ 족 물질을 갈륨 비소 웨이퍼들 상에서 형성하기 위해, 다양한 CVD 및/또는 엑피택셜 증착 공정들에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 연속적인 CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 전진시키는 단계(이때 상기 증착 시스템은 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 및 제 4 증착 영역을 포함함), 및 상기 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 상기 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 상기 방법은 상기 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계, 상기 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 상기 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 상기 방법은 상기 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 4 물질 층을 증착시키는 단계, 상기 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계, 상기 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 및 상기 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다.
일부 실시예들에서, 상기 방법은 제 5 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 5 물질 층을 증착시키는 단계, 제 4 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 4 물질 층을 증착시키는 단계, 제 3 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 및 제 1 증착 영역 내의 제 5 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다.
일 예들에서, 상기 제 1 물질 층, 상기 제 2 물질 층, 상기 제 3 물질 층 및 제 4 물질 층은 동일한 성분을 가진다. 다른 예들에서, 각각의 제 1 물질 층, 제 2 물질 층, 제 3 물질 층, 및 제 4 물질 층은 서로 다른 성분을 가진다. 많은 예들에서, 각각의 제 1 물질 층, 제 2 물질 층, 제 3 물질 층, 및 제 4 물질 층은 비소, 예를 들면, 갈륨 비소, 알루미늄 비소, 알루미늄 갈륨 비소, 이들의 합금, 유도체 또는 다른 물질을 포함한다.
상기 방법은 상기 제 1 증착 영역으로 전진하기 전에, 히트-업 영역(heat-up zone) 내의 소정의 온도로 각각의 웨이퍼들을 가열시키는 단계를 더 제공한다. 소정의 온도는 약 50℃ 내지 약 750℃의 범위 내에 있을 수 있고, 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 350℃의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 웨이퍼들은 약 2 분 내지 약 6 분 또는 약 3 분 내지 약 5 분의 범위 내의 구간 동안 소정의 온도로 가열될 수 있다. 상기 방법은 상기 제 4 물질 층을 증착시킨 다음에, 각각의 웨이퍼들을 쿨-다운 영역(cool-down zone)으로 이동시키는 단계도 제공한다. 이 후에, 상기 웨이퍼들은 상기 쿨-다운 영역에서 소정의 온도로 냉각될 수 있다. 상기 소정의 온도는 약 18℃ 내지 약 30℃의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 웨이퍼들은 약 2 분 내지 약 6 분 또는 약 3 분 내지 약 5 분의 범위 내의 구간 동안 소정의 온도로 냉각될 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 웨이퍼들은 상기 제 1 증착 영역에 들어가기 전에, 히트-업 영역을 통해 지나가고, 상기 웨이퍼들은 상기 제 4 증착 영역에서 빠져나간 다음에 쿨-다운 영역을 통해 지나간다. 상기 히트-업 영역, 상기 제 1 증착 영역, 상기 제 2 증착 영역, 상기 제 3 증착 영역, 상기 제 4 증착 영역, 및 상기 쿨-다운 영역은 공통 선형 경로(common linear path)를 모두 공유할 수 있다. 상기 웨이퍼들은 상기 증착 시스템 내에서 상기 공통 선형 경로를 따라 연속적으로 그리고 수평으로 전진할 수 있다.
일 실시예에서, 연속적인 CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 전진시키는 단계(이때 상기 증착 시스템은 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 및 제 4 증착 영역을 포함함)를 포함한다. 상기 방법은 상기 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계, 상기 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 상기 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 상기 방법은 상기 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 패시베이션 층(passivation layer)을 증착시키는 단계, 상기 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 상기 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 상기 방법은 상기 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계, 상기 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 상기 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 및 상기 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 많은 예들에서, 상기 웨이퍼들은 갈륨 비소 웨이퍼들이다.
일부 실시예들에서, 상기 방법은 제 5 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 함유 층을 증착시키는 단계, 제 4 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계, 제 3 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 및 제 1 증착 영역 내의 제 5 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 일부 실시예들에서, 상기 갈륨 함유 층은 인 갈륨 비소를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 방법은 상기 제 1 증착 영역으로 전진하기 전에, 히트-업 영역 내의 소정의 온도로 각각의 웨이퍼들을 가열시키는 단계를 더 제공한다. 상기 소정의 온도는 약 50℃ 내지 약 750℃의 범위, 바람직하게는, 약 100℃ 내지 약 350℃의 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 방법은 상기 갈륨 비소 활성 층을 증착시킨 다음에, 각각의 웨이퍼들을 쿨-다운 영역으로 이동시키는 단계를 더 제공한다. 이 후에, 각각의 웨이퍼는 상기 쿨-다운 영역에서 약 18℃ 내지 약 30℃의 범위 내의 소정의 온도로 냉각된다.
다른 실시예들에서, 상기 웨이퍼들은 상기 제 1 증착 영역에 들어가기 전에, 히트-업 영역을 통해 지나가고, 상기 웨이퍼들은 상기 제 4 증착 영역에서 빠져나간 다음에 쿨-다운 영역을 통해 지나간다. 상기 히트-업 영역, 상기 제 1 증착 영역, 상기 제 2 증착 영역, 상기 제 3 증착 영역, 상기 제 4 증착 영역, 및 쿨-다운 영역은 공통 선형 경로를 포함한다. 선택적으로, 추가적인 증착 영역들, 예를 들면, 제 5, 제 6, 제 7, 또는 그 이상의 증착 영역도 공통 선형 경로를 공유할 수 있다. 상기 방법은 상기 웨이퍼들이 증착 시스템 내의 공통 선형 경로를 따라 연속적으로 그리고 수평으로 전진할 수 있는 단계를 제공한다.
다른 실시예들에서, 상기 방법은 각각의 증착 영역들 사이에서 기체 커튼을 형성하기 위해, 각각의 증착 영역들 사이에서 적어도 하나의 기체를 흐르게 하는 단계를 더 제공한다. 일부 실시예들에서, 기체 커튼들 또는 격리 커튼들(isolation curtains)은 적어도 하나의 기체, 예를 들면 수소, 아르신(arsine), 수소 및 아르신의 혼합물, 질소, 아르곤, 또는 이들의 조합을 포함하거나, 이들로부터 형성된다. 많은 예들에서, 수소 및 아르신의 혼합물은 기체 커튼들 또는 격리 커튼들을 형성하기 위해 이용된다.
또 다른 실시예에서, 연속적인 CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 전진시키는 단계(이때 상기 증착 시스템은 히트-업 영역, 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 제 4 증착 영역 및 쿨-다운 영역을 포함함)를 포함한다. 상기 방법은 상기 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계, 상기 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계, 상기 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 상기 방법은 상기 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 상기 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계, 및 상기 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 상기 방법은 상기 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계, 상기 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 상기 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계, 및 상기 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다.
본 발명의 다른 실시예들은 일반적으로 CVD 반응기 시스템 및 이에 관련된 사용 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은 덮개 어셈블리, 예를 들면, 상판(top plate)의 길이 방향 축을 따라 위치된 복수의 융기부들을 가진 상판을 포함한다. 상기 시스템은 트랙(track)을 포함하고, 상기 트랙은 가이드 경로(guide path), 예를 들면, 트랙의 길이 방향 축을 따라 위치된 채널을 가지고, 이때 채널은 상판의 복수의 융기부들을 수용하기 위해 구성되고, 이로 인해, 복수의 융기부들과 트랙의 바닥(floor) 사이의 갭(gap)을 형성하게 되고, 상기 갭은 기판을 수용하기 위해 구성된다. 상기 시스템은 가열 어셈블리, 예를 들면, 상기 기판이 트랙의 채널을 따라 이동할 시에 기판을 가열시키기 위해 동작가능한 가열 소자를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 트랙은 트랙의 채널을 따라 기판을 떠오르게 하기 위해(float) 동작가능하다.
일 실시예에서, 시스템은 트랙을 지지하는 트로프(trough)를 포함한다. 갭은 약 0.5 ㎜ 내지 약 5 ㎜ 또는 약 0.5 ㎜ 내지 약 1 ㎜의 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 상판은 몰리브덴 또는 석영으로 형성되고, 트랙은 석영 또는 실리카로 형성된다. 상판은 기체를 갭으로 향하게 하기 위해 동작가능하고, 상판의 길이 방향 축을 따라 위치되고 복수의 융기부들 사이에서 배치된 복수의 포트들을 더 포함할 수 있고, 이로 인해, 복수의 융기부들 사이에서 경로들을 정의하게 된다. 복수의 포트들 중 하나 이상은 상판의 복수의 융기부들과 트랙의 바닥 사이의 갭으로 기체를 전달하고/전달하거나 배출하기 위해 구성된다.
가열 소자의 예들은 트랙에 연결되거나 트랙을 구비한 가열 램프(heating lamp), 트랙을 따라 배치된 복수의 가열 램프들, 기판이 트랙의 채널을 따라 이동될 시에 트랙을 따라 이동하기 위해 동작가능한 가열 램프 뱅크(heating lamp bank), 트랙에 연결되거나 트랙을 구비한 저항 히터들, 기판 및/또는 트랙에 연결되거나 기판 및/또는 트랙을 구비한 유도성 가열원을 포함한다. 가열 소자는 기판에 걸쳐 서로 다른 온도를 유지하기 위해 동작가능하고, 상기 온도 차이는 10℃ 미만이다. 일 실시예에서, 상기 CVD 시스템은 대기압 CVD 시스템이다.
일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은, 시스템의 입구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 동작가능한 입구 아이솔레이터(entrance isolator), 시스템의 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 동작가능한 출구 아이솔레이터, 및 입구 아이솔레이터와 출구 아이솔레이터 사이에 배치된 중간 아이솔레이터를 포함한다. 상기 시스템은 입구 아이솔레이터에 인접하게 배치된 제 1 증착 영역 및 출구 아이솔레이터에 인접하게 배치된 제 2 증착 영역을 더 포함할 수 있다. 중간 아이솔레이터는 증착 영역들 사이에서 배치되고, 제 1 증착 영역과 제 2 증착 영역 사이에서 기체의 혼합을 방지하기 위해 동작가능하다.
일 실시예에서, 입구 아이솔레이터는 제 1 증착 영역에 주입된 기체의 역 확산(back diffusion)을 방지하기 위해 더 동작가능하고, 중간 아이솔레이터는 제 2 증착 영역에 주입된 기체의 역 확산을 방지하기 위해 더 동작가능하고, 출구 아이솔레이터는 제 2 증착 영역에 주입된 기체의 역 확산을 방지하기 위해 더 동작가능하다. 아이솔레이터들 중 적어도 하나에 의해 형성된 격리 영역은 약 1 미터 내지 약 2 미터의 범위 내의 길이를 가진다. 기체, 예를 들면, 질소는 제 1 유량, 예를 들면, 분당 약 30 리터로 입구 아이솔레이터로 주입됨으로써, 제 1 증착 영역으로부터 기체의 역 확산을 방지한다. 기체, 예를 들면, 아르신은 제 1 유량, 예를 들면, 분당 약 3 리터로 중간 아이솔레이터로 주입됨으로써, 제 1 증착 영역과 제 2 증착 영역 사이에서 기체의 역 혼합을 방지한다. 기체, 예를 들면 질소는 제 1 유량, 예를 들면, 분당 약 30 리터로 출구 아이솔레이터로 주입됨으로써, 시스템의 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 한다. 일 실시예에서, 배출부는 각각의 아이솔레이터에 인접하게 배치되고, 아이솔레이터들에 의해 주입된 기체를 배출하기 위해 동작가능하다. 배출부는 각각의 증착 영역에 인접하게 배치될 수 있고, 증착 영역들에 주입된 기체를 배출하기 위해 동작가능하다.
일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은 하우징, 하우징에 의해 둘러싸인 트랙을 포함하고, 이때 트랙은 가이드 경로, 예를 들면, CVD 시스템을 통하여 기판을 가이드하기 위해 구성된 채널을 정의한다. 시스템은 트랙의 채널을 따라 기판을 이동시키는 캐리어(carrier)를 포함하고, 이때 트랙은 트랙의 채널을 따라 캐리어를 레비테이팅하기 위해(levitate) 동작가능하다. 하우징은 몰리브덴, 석영, 또는 스테인리스 강철로 형성되고, 트랙은 석영, 몰리브덴, 융합형 실리카, 세라믹으로 형성되고, 캐리어는 그래파이트(graphite)로 형성된다.
일 실시예에서, 트랙은 복수의 개구부들 및/또는 도관을 포함하고, 상기 복수의 개구부들 및/또는 도관은, 캐리어를 상승시키거나 레비테이팅하고 트랙의 채널을 따라 캐리어를 실질적으로 중심에 위치시키도록, 캐리어의 하부면 및 채널에 기체의 쿠션(cushion)을 공급하기 위해 동작가능한 트랙 각각의 바닥을 따라 배치된다. 도관은 v-형을 가질 수 있고, 캐리어는 그의 하부면을 따라 배치된 노치(notch)(예를 들면, v-형)를 가질 수 있다. 기체는 트랙의 바닥으로부터 캐리어를 실질적으로 상승시키고 트랙의 채널을 따라 캐리어를 실질적으로 중심에 위치시키기 위해 캐리어의 노치에 가해지게 된다. 트랙은, 기판이 채널의 제 1 말단으로부터 채널의 제 2 말단으로 이동하고 떠오르게 하도록, 경사질 수 있고, 예를 들면 약 10 도 미만인 각도로, 20 도 미만인 각도로, 또는 1 도와 5 도 사이의 각도로 경사질 수 있다. 트랙 및/또는 하우징은 다수의 세그먼트들(segments)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템은 기판들을 채널로 자동으로 도입시키기 위해 동작가능한 컨베이어, 채널로부터 기판들을 자동으로 회수하기 위해 동작가능한 리트리버(retriever) 및/또는 기판을 가열시키기 위해 동작가능한 가열 소자를 포함할 수 있다. 가열 소자는 하우징, 기판 및/또는 트랙에 연결되거나 이들을 구비한다. 캐리어는 트랙의 채널을 따라 기판의 스트립들(strips)을 운반하기 위해 동작가능하다.
일 실시예에서, CVD 시스템을 통하여 기판을 이동시키는 트랙 어셈블리는 제공되고, 상기 트랙 어셈블리는, 바닥, 측 지지부들, 예를 들면, 바닥에 인접하게 배치된 한 쌍의 레일들(rails)을 가진 상부 섹션을 포함하고, 이로 인해, 가이드 경로, 예를 들면, 바닥을 따라 기판을 가이드하는 채널을 정의하게 된다. 하부 섹션은 상부 섹션에 연결되거나 상부 섹션을 구비하여, 하부 섹션과 상부 섹션 사이에서 하나 이상의 챔버들을 형성하게 된다. 상부 섹션은 오목형 하부면을 포함하고, 하부 섹션은 오목형 상부면을 포함하여 챔버를 형성할 수 있게 된다. 일 실시예에서, 상부 섹션 및/또는 하부 섹션은 몰리브덴, 석영, 실리카, 알루미나, 또는 세라믹으로 형성된다.
일 실시예에서, 상부 섹션은 챔버와 채널 사이의 유체 전달을 제공하기 위해 바닥을 통하여 배치된 복수의 개구부들을 가진다. 질소와 같은 기체의 쿠션은 상부 섹션의 바닥으로부터, 그리고 상부 섹션의 바닥을 따라 기판을 실질적으로 상승시키고 운반하기 위해 챔버에서 채널로 공급된다. 바닥은 경사질 수 있고, 예를 들면, 약 10 도, 약 20 도 미만인 각도, 또는 약 1 도 내지 약 5 도 범위 내의 각도로 경사질 수 있어서, 기판이 채널의 제 1 말단에서 채널의 제 2 말단으로 이동하고 떠오르게 하도록 한다.
일 실시예에서, 상부 섹션은 바닥에 인접한 레일들의 쌍을 통하여 배치된 복수의 개구부들을 가진다. 기체는 상부 섹션의 채널을 따라 이동하는 기판을 실질적으로 중심에 위치시키기 위해, 복수의 개구부들을 통하여 공급된다. 바닥은 또한 테이퍼화된 프로파일(tapered profile) 및/또는 도관도 포함할 수 있고, 상기 테이퍼화된 프로파일 및/또는 도관을 통하여 기체는 상부 섹션의 채널을 따라 이동하는 기판을 실질적으로 중심에 위치시키기 위해 각각 동작가능하게 공급된다. 도관은 v-형을 가질 수 있고/있거나, 기판은 상부 섹션의 채널을 따라 이동하는 기판을 실질적으로 중심에 위치시키기 위해 동작가능한 기판의 하부면을 따라 배치된 기체 쿠션을 수용하는 노치(예를 들면, v-형)를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 트랙 어셈블리는 채널로 기판들을 자동으로 도입시키기 위해 동작가능한 컨베이어 및/또는 채널로부터 기판들을 자동으로 회수시키기 위해 동작가능한 리트리버를 포함할 수 있다. 주입 라인은, 바닥을 통한 챔버에 기체를 공급하여, 상부 섹션의 바닥에 따라 기판을 실질적으로 떠오르게 하도록, 하부 섹션에 연결될 수 있거나 하부 섹션을 구비할 수 있다. 상부 섹션은 상판과 같은 반응기 덮개 어셈블리를 수용하기 위해 동작가능한 레일들에 인접한 오목부들을 더 포함할 수 있다. 트랙 어셈블리는 트로프를 포함할 수 있고, 상기 트로프에는 상부 섹션 및 하부 섹션이 안착된다. 트로프는 석영, 몰리브덴, 또는 스테인리스 강철로 형성된다.
일 실시예에서, CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 갈륨 비소 기판 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 형성하는 단계, 버퍼 층 상에 알루미늄 비소 희생 층을 형성하는 단계, 및 희생 층 상에 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 패시베이션 층 상에 갈륨 비소 활성 층(예를 들면, 약 1,000 ㎚ 두께)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 활성 층 상에 인 갈륨 비소 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 기판으로부터 활성 층을 분리시키기 위해 희생 층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 알루미늄 비소 희생 층은 식각 용액에 노출될 수 있으면서, 갈륨 비소 활성 층은 엑피택셜 리프트 오프 공정(epitaxial lift off process) 동안 기판으로부터 분리된다. 방법은 그 후의 CVD 공정 동안 기판 상에 추가적인 다층 물질들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 버퍼 층은 약 300 ㎚의 두께일 수 있고, 패시베이션 층은 약 30 ㎚의 두께일 수 있고/있거나, 희생 층은 약 5 ㎚의 두께일 수 있다.
일 실시예에서, CVD 시스템을 사용하여 기판 상에 다수의 엑피택셜 층들을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 시스템의 입구에서 기판을 가이드 경로로, 예를 들면 채널로 도입시키면서, 입구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 하는 단계, 제 1 엑피택셜 층을 기판 상에 적층시키는 단계(이때 기판은 시스템의 채널을 따라 이동됨), 제 2 엑피택셜 층을 기판 상에 적층시키는 단계(이때 기판은 시스템의 채널을 따라 이동됨), 제 1 증착 단계와 제 2 증착 단계 사이의 기체의 혼합을 방지하는 단계, 및 시스템의 출구에서 채널로부터 기판을 회수하는 단계, 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 하는 단계를 포함한다. 방법은 제 1 엑피택셜 층을 증착하기 전에, 기판을 가열하는 단계, 제 1 및 제 2 엑피택셜 층들이 기판 상에 증착될 시에 기판의 온도를 유지시키는 단계, 및/또는 제 2 엑피택셜 층을 증착시킨 후에 기판을 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 기판은 시스템의 채널을 따라 실질적으로 떠오를 수 있다. 제 1 엑피택셜 층은 알루미늄 비소를 포함할 수 있고/있거나, 제 2 엑피택셜 층은 갈륨 비소를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기판은 시스템의 채널을 따라 실질적으로 떠오른다. 방법은 기판 상에 인 갈륨 비소 층을 증착시키는 단계, 및/또는 엑피택셜 층들의 증착 동안 약 300℃ 내지 약 800℃의 범위 내의 온도로 기판을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 기판의 중심 온도 내지 에지 온도는 서로 10℃ 내일 수 있다.
일 실시예에서, CVD 반응기는 제공되고, 상기 CVD 반응기는 몸체를 가진 덮개 어셈블리, 및 몸체 및 상기 몸체의 길이 방향 축을 따라 위치된 가이드 경로를 가진 트랙 어셈블리를 포함한다. 덮개 어셈블리의 몸체 및 트랙 어셈블리의 몸체는 상기 덮개 어셈블리의 몸체와 상기 트랙 어셈블리의 몸체 사이에서 갭을 형성하기 위해 함께 연결되고, 이때 상기 갭은 기판을 수용하기 위해 구성된다. 반응기는 복수의 가열 램프들을 포함한 가열 어셈블리를 더 포함하고, 상기 복수의 가열 램프들은 트랙 어셈블리를 따라 배치되고, 기판이 가이드 경로를 따라 이동할 시에 기판을 가열하기 위해 동작가능하다. 반응기는 트랙 어셈블리 지지부를 더 포함할 수 있고, 트랙 어셈블리는 트랙 어셈블리 지지부에 배치된다. 트랙 어셈블리의 몸체는 몸체의 길이 방향 축 내에서, 그리고 상기 길이 방향 축을 따라 연장된 기공(gas cavity), 및 기공에서 가이드 경로의 상부면으로 연장되고 가이드 경로를 따라 기체 쿠션을 공급하기 위해 구성된 복수의 포트들을 포함할 수 있다. 트랙 어셈블리의 몸체는 석영을 포함할 수 있다. 덮개 어셈블리의 몸체는 가이드 경로에 유체 전달을 제공하기 위해 구성된 복수의 포트들을 포함할 수 있다. 가열 어셈블리는 기판에 걸친 온도 차이를 유지하기 위해 동작가능할 수 있고, 이때 온도 차이는 10℃ 미만이다. 일 실시예에서, CVD 반응기는 대기압 CVD 반응기이다.
일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은 시스템의 입구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 동작가능한 입구 아이솔레이터, 시스템의 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 동작가능한 출구 아이솔레이터, 및 입구 아이솔레이터와 출구 아이솔레이터 사이에 배치된 중간 아이솔레이터를 포함한다. 시스템은 입구 아이솔레이터에 인접하게 배치된 제 1 증착 영역 및 출구 아이솔레이터에 인접하게 배치된 제 2 증착 영역을 더 포함할 수 있다. 중간 아이솔레이터는 증착 영역들 사이에서 배치되고, 제 1 증착 영역과 제 2 증착 영역 사이에서 기체의 혼합을 방지하기 위해 동작가능하다. 기체는 제 1 증착 영역으로부터 기체의 역 확산을 방지하기 위해 제 1 유량으로 입구 아이솔레이터로 주입되고, 기체는 제 1 증착 영역과 제 2 증착 영역 사이에서 기체의 역 혼합을 방지하기 위해 제 1 유량으로 중간 아이솔레이터로 주입되고/주입되거나, 기체는 시스템의 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 제 1 유량으로 출구 아이솔레이터로 주입된다. 배출부는 각각의 아이솔레이트에 인접하게 배치되고, 아이솔레이터에 의해 주입된 기체를 배출시키기 위해 동작가능하고/동작가능하거나, 각각의 증착 영역에 인접하게 배치되고, 증착 영역들에 주입된 기체를 배출시키기 위해 동작가능할 수 있다.
일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은 하우징, 하우징에 의해 둘러싸인 트랙을 포함하고, 이때 트랙은 CVD 시스템을 통하여 기판을 가이드하기 위해 구성된 가이드 경로, 및 가이드 경로를 따라 기판을 이동시키는 기판 캐리어를 포함하고, 트랙은 가이드 경로를 따라 기판 캐리어를 레비테이팅하기 위해 동작가능하다. 트랙은 기체 쿠션을 가이드 경로에 공급하기 위해 동작가능한 복수의 개구부들을 포함할 수 있다. 기체 쿠션은 트랙의 바닥으로부터 기판 캐리어를 상승시키기 위해 기판 캐리어의 하부면에 가해진다. 트랙은, 가이드 경로를 따라 배치되고 트랙의 가이드 경로를 따라 기판 캐리어를 실질적으로 중심에 위치시키기 위해 동작가능한 도관을 포함할 수 있다. 기체 쿠션은 트랙의 바닥으로부터 기판 캐리어를 실질적으로 상승시키기 위해 기판 캐리어의 하부면에 도관을 통하여 공급될 수 있다. 트랙은, 기판이 가이드 경로의 제 1 말단에서 가이드 경로의 제 2 말단으로 이동하도록 경사질 수 있다. 시스템은 복수의 가열 램프들을 포함한 가열 어셈블리를 포함할 수 있고, 상기 복수의 가열 램프들은 트랙을 따라 배치되고, 기판이 가이드 경로를 따라 이동할 시에 기판을 가열시키기 위해 동작가능하다.
상술된 본 발명의 특징을 특히, 본 발명의 설명, 상기에서 간략하게 요약된 설명을 상세하게 이해할 수 있는 방식은 실시예들을 참조하여 이루어지고, 이때 상기 실시예들의 일부는 첨부된 도면에서 도시된다. 그러나, 주목해야 하는 바와 같이, 첨부된 도면은 본 발명의 단지 통상적인 실시예들만을 제시하였지만, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하고, 본 발명은 균등하게 효과적인 다른 실시예들을 수용할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착(CVD) 반응기를 도시하고;
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기 덮개 어셈블리의 사시도를 도시하고;
도 2는 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 측면 사시도를 도시하고;
도 3은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 반응기 덮개 어셈블리를 도시하고;
도 4는 본원에서 기술된 다른 실시예에 따른 CVD 반응기의 반응기 덮개 어셈블리의 상부도를 도시하고;
도 5는 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 도시하고;
도 6은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙의 앞면도를 도시하고;
도 7은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙의 측면도를 도시하고;
도 8은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙의 사시도를 도시하고;
도 9는 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 반응기 덮개 어셈블리 및 웨이퍼 캐리어 트랙을 도시하고;
도 10a는 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기를 도시하고;
도 10b-10c는 본원에서 기술된 다른 실시예에 따른 레비테이팅 웨이퍼 캐리어를 도시하고;
도 10d-10f는 본원에서 기술된 다른 실시예에 따른 다른 레비테이팅 웨이퍼 캐리어들을 도시하고;
도 11은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 제 1 레이아웃을 도시하고;
도 12는 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 제 2 레이아웃을 도시하고;
도 13은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 제 3 레이아웃을 도시하고;
도 14는 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 제 4 레이아웃을 도시하고;
도 15는 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 제 5 레이아웃을 도시하고;
도 16은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 제 6 레이아웃을 도시하고;
도 17은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 제 7 레이아웃을 도시하고;
도 18은 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 CVD 반응기의 흐름 경로 구성도(flow path configurations)를 도시하고;
도 19는 본원에서 기술된 일 실시예에 따른 쿨링 샤워헤드(cooling showerhead)를 도시하고;
도 20은 본원에서 기술된 대안적인 실시예에 따른 복수의 타일형 샤워헤드들(tiled showerheads)을 가진 CVD 시스템을 도시하고; 그리고
도 21은 본원에서 기술된 또 다른 대안적인 실시예에 따른 여러 공정 영역을 가진 CVD 시스템을 도시한다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 화학 기상 증착("CVD")의 장치 및 방법에 관한 것이다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 대기압 CVD 반응기 및 금속 유기 전구체 기제에 대하여 기술된다. 그러나, 주목해야 하는 바와 같이, 본 발명의 양태는 대기압 CVD 반응기 또는 금속-유기 전구체 기체를 이용하여 사용되는 것에 제한되는 것이 아니라, 다른 유형의 반응기 시스템 및 전구체 기체에도 적용가능하다. 본 발명의 장치 및 사용 방법의 독창성을 보다 이해하기 위해서, 참조는 이하에서 첨부된 도면들로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따라서,대기압 CVD 반응기는 구비된다. CVD 반응기는 웨이퍼, 예를 들면, 갈륨 비소 웨이퍼와 같은 기판 상에 다수의 엑피택셜 층들을 구비하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 엑피택셜 층들은 알루미늄 갈륨 비소, 갈륨 비소, 및 인 갈륨 비소를 포함할 수 있다. 이러한 엑피택셜 층들은 나중에 제거도는 갈륨 비소 웨이퍼 상에서 성장될 수 있어서, 웨이퍼는 추가적인 물질을 발생시키기 위해 재사용될 수 있다. 일 실시예에서, CVD 반응기는 태양 전지를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 태양 전지들은 단일 접합, 이질 접합, 또는 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, CVD 반응기는 웨이퍼를 개발하기 위해 구성될 수 있고, 이때 상기 웨이퍼는 약 2.5 와트를 만들어 내고, 약 10 ㎝ 바이(by) 약 10 ㎝의 크기를 가진다. 일 실시예에서, CVD 반응기는 분당 약 1 개의 웨이퍼 내지 분당 약 10 개의 웨이퍼의 처리 범위를 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 CVD 반응기(10)를 도시한다. 반응기(10)는 반응기 덮개 어셈블리(20), 웨이퍼 캐리어 트랙(30), 웨이퍼 캐리어 트랙 지지부(40) 및 가열 램프 어셈블리(50)를 포함한다. 반응기 덮개 어셈블리(20)는 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 스테인리스 강철, 및 석영으로 형성될 수 있다. 반응기 덮개 어셈블리(20)는 웨이퍼 캐리어 트랙(30) 상에 배치된다. 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 석영, 몰리브덴, 실리카(예를 들면, 융합형 실리카), 알루미나, 또는 다른 세라믹 물질로 형성될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 웨이퍼 캐리어 트랙 지지부(40)에 안착될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙 지지부(40)는 석영 또는 금속, 예를 들면, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 강철, 스테인리스 강철, 니켈, 크롬, 철, 또는 그의 합금으로 형성될 수 있다. 최종적으로, 가열 램프 어셈블리(50)(추가적으로, 도 10에서 이하에서 더 기술됨)는 웨이퍼 캐리어 트랙 지지부(40) 아래에 배치된다. 전체적인 CVD 반응기 길이는 약 18 피트 내지 약 25 피트의 범위를 가질 수 있지만, 그러나 서로 다른 적용에 대해 이 범위 이상으로 확장될 수 있다.
도 1b, 2, 3, 및 4a는 반응기 덮개 어셈블리(20)의 실시예들의 다양한 도면을 제공한다. 도 2를 참조하면, 반응기 덮개 어셈블리(20)는 직사각형 몸체를 형성하고, 상기 직사각형 몸체는 반응기 덮개 어셈블리(20)의 하부면으로부터 연장된 측벽들(25)을 가지고, 측벽들(25) 사이에서 중심에 위치된 복수의 융기부들(26)을 가진다. 융기부들(26)은 반응기 덮개 어셈블리(20)를 따라 서로 다른 길이로 상판의 하부면으로부터 연장될 수 있다. 융기부들(26)은 측벽들(25) 사이에서 배치됨으로써, 틈들(clearances)은 융기부들(26)과 각각의 측벽(25) 사이에서 형성된다. 이러한 틈들은 반응기 덮개 어셈블리(20)와 트랙(30)(이하에서 추가적으로 기술됨)을 연결시키는데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 측벽들(25) 및 융기부들(26) 모두는 반응기 덮개 어셈블리(20)의 길이 방향의 길이를 실질적으로 연장시킬 수 있다. 반응기 덮개 어셈블리(20)는 단일 고체형 구조 구성요소로 형성될 수 있거나, 여러 개의 세그먼트들이 함께 연결되어 구성될 수 있다. 융기부들(26)은 길이 및 수가 변화될 수고, 이로 인해, CVD 공정의 서로 다른 적용에 있어 이용될 수 있는 영역들은 형성된다. 반응기 덮개 어셈블리(20)는 예를 들면, 수많은 레이아웃들, 또는 CVD 공정 단계를 일으키기 위해, 상기 반응기 덮개 어셈블리의 길이를 따른 융기부들(26)의 다수의 패턴들도 포함할 수 있다.
도 3은 반응기 덮개 어셈블리(20)도 도시한다. 상기 언급에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 반응기 덮개 어셈블리(20)는 전체 상판 구조 또는 보다 크게 구성된 상판 구조의 단일 세그먼트를 나타낼 수 있다. 이 역시, 도시된 바와 같이, 복수의 포트들(21)은 반응기 덮개 어셈블리(20)의 상부면을 통하여 배치되고, 반응기 덮개 어셈블리(20)의 길이 방향 축을 따라 중심에서 위치된다. 포트들(21)은 반응기 덮개 어셈블리(20)의 상부면을 따라 크기, 형상, 개수, 및 위치가 변화될 수 있다. 포트들(21)은 기체를 CVD 반응기에 전달하는 주입, 증착, 및/또는 배기 포트들로서 사용될 수 있다. 일반적으로, 각각의 포트(21)는 2 개의 인접한 융기부들(26)(도 2에 도시됨) 사이에서 배치됨으로써, 기체의 주입, 증착, 및/또는 배출이 일어날 수 있는 경로들을 형성하게 된다. 일 예에서, 기체는 포트(21)로 주입될 수 있어서, 기체는 우선 인접한 융기부들(26)의 측들을 따라 이동하게 되고, 이 후에 융기부들(26)의 하부면들을 따라 기판의 흐름 경로로 이동하게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 측벽들(25)은, 반응기 덮개 어셈블리(20)의 융기부들(26) 및 포트들(21)에 의해 생성된 영역 및 경로들에 전달되는 유체를 포집하기 위해(encapsulate), 반응기 덮개 어셈블리(20)의 말단들에서 둘러싸인다.
도 4는 일 실시예에 따른 반응기 덮개 어셈블리(20)의 상부도를 도시하고, 이때 상기 반응기 덮개 어셈블리(20)는 몸체(28)를 통하여 배치된 하나 이상의 개구부들, 예를 들면, 증착 포트들(23), 배기 포트들(22) 및 주입 포트들(24)(이 역시 도 1b에 도시됨)을 가진다. 상기 개구부들은 몸체(28)를 통하여 상부면(29)에서 하부면(27)까지 배치될 수 있다. 이러한 포트들은 착탈가능한 아이솔레이터, 샤워헤드, 배출부, 또는 다른 기체 매니폴드 어셈블리들(gas manifold assemblies)에 맞춰질 수 있고, CVD 반응기의 내부 및/또는 외부로 기체의 분배를 용이하게 하기 위해서, 특히, 상기 어셈블리들 아래에서 지나가는 웨이퍼에 기체를 균일하게 가하기 위해서, 몸체(28)의 하부면(27)을 넘어 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 포트들(22, 23, 24)은 원형 형상, 정사각형 형상, 직사각형 형상, 또는 그의 조합을 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 샤워헤드 어셈블리들은 약 0.1 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 범위 내의 주입 홀 직경을 포함할 수 있고, 약 1 ㎜ 내지 약 30 ㎜의 범위 내의 주입 홀 공간을 포함할 수 있다. 이러한 크기는 서로 다른 적용에 대해 이러한 범위를 넘어 연장될 수 있다. 기체 매니폴드 어셈블리들 및 반응기 덮개 어셈블리(20)는 높은 반응물 활용을 제공하기 위해 구성될 수 있고, 이는 반응기에서 이용되는 기체가 CVD 공정 동안의 반응에 의해 거의 100 퍼센트 소비된다는 것을 의미한다.
도 19는 본원의 일 실시예에 기술된 바와 같이, 쿨링 샤워헤드(1900)를 도시한다. 쿨링 샤워헤드(1900)는 하나 이상의 개구부들, 예를 들면 증착 포트들(23) 내에서 반응기 덮개 어셈블리(20)에 통합될 수 있다. 쿨링 샤워헤드(1900)는 쿨링 샤워헤드(1900)의 상부 부분에 걸쳐 연장되고, 적어도 하나의 기체 분배 판(1904)과 열적으로 전달되는 쿨링판(1902)을 가질 수 있다. 각각의 기체 분배 판(1904)은, 분배하거나, 이와 달리 기체가 흐르는 복수의 샤워 홀들(1906)을 포함한다. 쿨링 샤워헤드(1900), 쿨링판(1902), 및 분배 판들(1904)은 강철, 스테인리스 강철, 알루미늄, 다른 금속들로 각각 독립적으로 구성될 수 있거나, 또는 강철, 스테인리스 강철, 알루미늄, 다른 금속들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 각각의 쿨링 샤워헤드(1900), 쿨링판(1902), 및 분배 판들(1904) 각각은 316 스테인리스 강철을 포함한다. 쿨링 샤워헤드(1900)는 약 20 ㎜ 내지 약 40 ㎜의 두께를 가질 수 있다.
열은 쿨링 샤워헤드(1900)를 통해 방산되고(dissipate), 쿨링 샤워헤드(1900)의 두께에 걸친 온도 구배를 생성한다. 쿨링 샤워헤드(1900)는 약 20℃ 내지 약 750℃의 범위 내의 온도로 열을 받을 수 있다. 일 예에서, 쿨링 샤워헤드(1900)의 앞면(front face)(1910)은 약 300℃의 온도(T1)로 가열되는 한편, 후방면(1912)은 약 50℃의 온도(T2)로 냉각된다. 또 다른 실시예에서, 쿨링 샤워헤드(1900)는, 다층형 계층 분배(multilevel hierarchical distribution) 또는 개별적인 멀티-소스 분배(separated multi-source distribution)를 형성하기 위해, 납땜 층(1916)에 의해 함께 연결될 수 있는, 다수의 적층가능한 기체 분배 판들(1904)을 가질 수 있다.
냉각 유체(1920)는 쿨링판(1902) 내에서 순환되기 위해 사용되고, 분배 판(1904)의 앞면으로부터 냉각 저장부(미도시)로 열 에너지를 이동시킨다. 물, 알콜 용액, 글리콜 용액 및/또는 다른 유체는 쿨링 샤워헤드(1900)의 앞면으로부터, 그리고 반응기 덮개 어셈블리(20)로부터 열을 전달시키기 위해 사용될 수 있다.
배기 포트들(22) 및 주입 포트들(24)은 "기체 커튼" 또는 "격리 커튼"을 일으키는데 사용될 수 있어서, 오염을 방지하는데 도움을 주고, 반응기에서 생성된 다양한 영역들 사이의 CVD 반응기(10)에 들어간 기체의 역 확산을 방지하는데 도움을 준다. 이러한 기체 커튼 또는 격리 커튼은 CVD 반응기(10)의 앞단(진입) 및 뒷단(출구)에서 들어갈 수 있고, 이뿐 아니라, CVD 반응기(10) 내에서 생성된 다양한 영역들 사이에서도 들어갈 수 있다. 일 예에서, 질소 또는 아르곤은 특별 영역 외부로 오염물, 예를 들면, 산소를 제거하기 위해 주입 포트(24)로 주입될 수 있고, 이 후에 상기 오염물은 인접한 배기 포트(22) 외부로 배출된다. 반응기 덮개 어셈블리(20)에 의해 생성된 경로들 및 영역들에서 기체 커튼 및 격리 커튼을 이용함으로써, CVD 반응기(10)는, 영역들 사이를 보호하고 외부 오염물, 예를 들면 공기로부터 반응기를 격리시키는 2 개의 크기 구조물에 대해 기체 격리를 제한시킨다.
도 2, 5, 6, 7 및 8은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 다양한 도면의 실시예들을 제공한다. 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 레비테이션-유형 시스템(levitation-type system)을 제공할 수 있어서, 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 기체 홀들(33)로부터 공급된 기체, 예를 들면, 질소 또는 아르곤의 쿠션을 거쳐 떠오르게 될 수 있다. 다시, 도 2를 참조하면, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 일반적으로 상부 부분(31) 및 하부 부분(32)을 가진 직사각형 몸체일 수 있다. 상부 부분(31)은, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 상부면으로부터 연장되고 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 길이 방향의 길이를 따라 배치되는 측면들(35)을 포함함으로써, "가이드 경로"를 형성하고, 상기 가이드 경로를 따라 웨이퍼는 CVD 반응기를 통하여 이동한다. 가이드 경로의 폭(예를 들면, 측면들(35)의 내부 측들 사이의 거리)은 약 110 ㎜ 내지 약 130 ㎜의 범위를 가질 수 있고, 가이드 경로의 높이는 약 30 ㎜ 내지 약 50 ㎜의 범위를 가질 수 있고, 가이드 경로의 길이는 약 970 ㎜ 내지 약 1,030 ㎜의 범위를 가질 수 있지만, 그러나, 이러한 치수는 서로 다른 적용에 대해 이러한 범위를 넘어서 연장될 수 있다. 상부 부분(31)은 오목형 하부면을 포함할 수 있고, 하부 섹션은 오목형 상부면을 포함할 수 있고, 이로 인해, 함께 연결될 시에는 기공(36)이 이들 사이에서 형성된다. 기공(36)은, 기공(36)에 주입된 기체를 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로로 순환 및 분배시켜서 기체의 쿠션을 발생시키는데 사용될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙(30)을 따라 기공(36)의 개수, 크기, 형상 및 위치가 변화될 수 있다. 측면들(35) 및 기공(36) 모두는 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 길이 방향의 길이를 실질적으로 연장시킬 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 단일 고체형 구조 구성요소로 형성될 수 있거나, 또는 여러 개의 세그먼트들이 함께 연결되어 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 비스듬하게 경사질 수 있어서, 입구는 출구보다 높게 위치됨으로써, 웨이퍼들은 중력의 도움으로 트랙을 아래로 뜨게 할 수 있다. 상술된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 측면들(35)은, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)을 따른 "가이드 경로"를 에워싸고 웨이퍼 캐리어 트랙(30)을 따른 융기부들(26)로 형성된 영역들을 추가로 둘러싸기 위해, 반응기 덮개 어셈블리(20)의 플랜지 부재들(flange members)(25)과 융기부들(26) 사이에서 형성된 갭들로 수용될 수 있다.
도 5는 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 실시예를 제시한다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로를 따르고 측면들(35) 사이에서 복수의 기체 홀들(33)을 포함한다. 기체 홀들(33)은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로를 따라 다수의 행들로 균일하게 배치될 수 있다. 기체 홀들(33)의 직경은 약 0.2 ㎜ 내지 약 0.10 ㎜의 범위를 포함할 수 있고, 기체 홀들(33)의 피치(pitch)는 약 10 ㎜ 내지 약 30 ㎜의 범위를 포함할 수 있지만, 그러나 이러한 치수는 서로 다른 적용에 대해 이러한 범위를 넘어서 연장될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙(30)을 따른 기체 홀들(33)의 개수, 크기, 형상 및 위치는 변화될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기체 홀들(33)은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로를 따라 배치된 직사각형 슬릿들(slits) 또는 슬롯들(slots)의 행들을 포함할 수 있다.
기체 홀들(33)은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로 아래에 배치된 기공(36)과 연통된다. 기공(36)에 공급된 기체는 웨이퍼 캐리어 트랙(30)을 따라 기체의 쿠션을 일으키기 위해 기체 홀들(33)을 통해 균일하게 방출된다. 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로 상에 위치된 웨이퍼는 아래로부터 공급된 기체에 의해 레비테이팅되고, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로를 따라 쉽게 이동될 수 있다. 레비테이팅된 웨이퍼와 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로 사이의 갭은 약 0.05 ㎜보다 클 수 있지만, 그러나 서로 다른 적용에 따라 변화될 수 있다. 이 레비테이션-유형 시스템은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로에 연속적으로 직접적으로 접촉에 의해 만들어진 드래그 효과(drag effects)를 감소시킨다. 추가로, 기체 포트들(34)은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로에 인접한 측면들(35)의 측들을 따라 구비될 수 있다. 이러한 기체 포트들(34)은, 기체 홀들(33)을 통하여 공급된 기체를 위한 배출로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 이러한 기체 포트들(34)은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로를 따라 떠 있는 웨이퍼를 안정화시키고 중심에 위치시키는데 도움을 주기 위해 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 중심으로 기체를 측면으로 주입하는데 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로는, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로를 따라 떠오르는 웨이퍼를 안정화시키고 중심에 위치시키는데 도움을 주기 위해 테이퍼화된 프로파일(tapered profile)을 포함할 수 있다.
도 6은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 앞면도의 실시예를 제시한다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 상부 부분(31) 및 하부 부분(32)을 포함한다. 상부 부분(31)은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 길이를 따라 "가이드 경로"를 형성하는 측면들(35)을 포함한다. 상부 부분(31)은 측면들(35)의 측들 사이에서 오목부들(39)을 형성하는 측면들(35)을 더 포함할 수 있다. 이러한 오목부들(39)은, 반응기 덮개 어셈블리(20) 및 웨이퍼 캐리어 트랙(30)을 함께 연결시키고 웨이퍼 캐리어 트랙(30)을 따른 가이드 경로를 둘러싸기 위해, 반응기 덮개 어셈블리(20)(도 2에서 도시)의 플랜지 부재들(25)를 수용하도록 구성될 수 있다. 도 5에서도 도시된 바와 같이, 기체 홀들(33)은 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로에서 기공(36)으로 연장된다. 하부 부분(32)은 상부 부분(31)을 위한 지지부로서 작동될 수 있고, 오목형 하부면을 포함할 수 있다. 주입 라인(38)은 하부 부분(32)에 연결될 수 있어서, 기체는 상기 라인(38)을 통하여 기공(36)으로 주입될 수 있다.
도 7은 전체 웨이퍼 캐리어 트랙(30) 길이를 따른 기공(36)에 있는 단일 주입 라인(38)을 가진 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 측면도를 도시한다. 대안적으로, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 상기 트랙의 길이를 따른 다수의 기공들(36) 및 다수의 주입 라인들(38)을 포함할 수 있다. 여전하게 대안적으로, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 다수의 세그먼트들을 포함할 수 있고, 각각의 세그먼트는 단일 기공 및 단일 주입 라인(38)을 가진다. 여전하게 대안적으로, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)은 상술된 기공(36) 및 주입 라인(38) 구성도의 조합을 포함할 수 있다.
도 8은 상부 부분(31) 및 하부 부분(32)을 가진 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 단면 사시도의 실시예를 제시한다. 상부 부분(31)은 측면들(35), 기체 홀들(33) 및 하부 부분(32) 상에 배치된 기공(36)을 가진다. 이 실시예에서, 측면들(35) 및 하부 부분(32)은 속이 비어져 있고(hollow), 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 중량을 실질적으로 감소시킬 수 있고, 웨이퍼 캐리어 트랙(30)을 따라 이동되는 웨이퍼들에 대해 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 열 제어를 높일 수 있다.
도 9는 웨이퍼 캐리어 트랙(30)에 연결되거나 이를 구비한 반응기 덮개 어셈블리(20)를 도시한다. O-링들은 반응기 덮개 어셈블리(20) 및 웨이퍼 캐리어 트랙(30) 계면들을 밀봉시키기 위해 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, CVD 반응기(10)의 입구는 다양한 크기의 웨이퍼들을 수용하기 위해 치수화될 수 있다. 일 실시예에서, 반응기 덮개 어셈블리(20)의 융기부들(26)과 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로(웨이퍼가 수용됨) 사이에서 형성된 갭(60)은 오염물이 양쪽 말단에서 CVD 반응기(10)에 들어가지 못하도록 도움을 주기 위해 치수화되고, 영역들 사이의 기체의 역 확산을 방지하는데 도움을 주기 위해 치수화되고, CVD 공정 동안 웨이퍼에 공급된 기체가 갭의 두께를 거쳐 그리고 웨이퍼를 거쳐 균일하게 분배되는 것을 확보하는데 도움을 주기 위해 치수화된다. 일 실시예에서, 갭(60)은 반응기 덮개 어셈블리(20)의 하부면과 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로 사이에서 형성될 수 있고, 일 실시예에서, 갭(60)은 기체 매니폴드 어셈블리들의 하부면과 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 가이드 경로 사이에서 형성될 수 있고, 일 실시예에서, 갭(60)은 두께가 약 0.5 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 범위 내를 가질 수 있고 반응기 덮개 어셈블리(20) 및 웨이퍼 캐리어 트랙(30)의 길이에 따라 변화될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 길이가 약 50 ㎜ 내지 약 150 ㎜의 범위 내를 가질 수 있고, 폭은 약 50 ㎜ 내지 약 150 ㎜의 범위 내를 가질 수 있고, 두께는 약 0.5 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 범위 내를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 베이스 층(base layer)을 포함할 수 있고, 상기 베이스 층은 상기 베이스 층 상에 배치된 층들의 개별적인 스트립들(individual strips)을 가진다. 개별적인 스트립들은 CVD 공정으로 처리된다. 이러한 개별적인 스트립들은 약 10 ㎝의 길이 및 약 1 ㎝의 폭(마찬가지로 다른 크기도 이용될 수 있음)을 가질 수 있고, 웨이퍼로부터 처리된 스트립들의 제거를 용이하게 하고 CVD 공정 동안 처리된 스트립들에 따라 유도된 응력을 감소시키기 위해 이 방식으로 형성될 수 있다. CVD 반응기(10)는 서로 다른 적용에 있어 상기에서 언급된 범위를 넘어 연장되는 치수를 가진 웨이퍼들을 수용하기 위해 구성될 수 있다.
CVD 반응기(10)는 반응기의 내부 및 외부로 웨이퍼들을 자동으로, 그리고 연속적으로 공급하고 배출하는 것을 제공하기 위해, 예를 들면 컨베이어-유형 시스템을 구비하기 위해 구성될 수 있다. 웨이퍼는 예를 들면, CVD 공정을 통해 전달되는 컨베이어에 의해 반응기의 일측 말단에서 CVD 반응기(10)로 공급될 수 있고, 예를 들면, 수동 및/또는 자동 시스템을 사용한 리트리버(retriever)에 의해 반응기의 맞은편 말단에서 제거될 수 있다. CVD 반응기(10)는 약 10 분마다의 1 개의 웨이퍼 내지 약 10 초마다의 1 개의 웨이퍼의 범위 내에서 웨이퍼들을 만들어내기 위해 구성될 수 있고, 서로 다른 적용에 있어 이러한 범위를 넘어 연장될 수도 있다. 일 실시예에서, CVD 반응기(10)는 분당 6-10 개의 처리된 웨이퍼들을 만들기 위해 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 웨이퍼들은 CVD 반응기(10)와 유사하거나 동일한 CVD 시스템 또는 반응기로 연속적으로 공급되고, CVD 시스템 내의 다수의 처리 영역을 통하여 연속적으로 그리고 수평으로 이동된다. 다층은 각각의 기판 상에서 성장되거나 형성된다. 각각의 층은 바로 아래 층과 구성적으로 동일할 수 있거나, 또는 바로 아래 층과 구성적으로 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨이퍼는 히트-업 영역, 성장 영역, 및 쿨-다운 영역을 통하여 지나가면서, CVD 시스템을 통하여 지나간다. 일 예에서, 웨이퍼는 약 3 분 동안 히트-업 영역을 통하여 지나가고, 약 14 분 동안 성장 영역을 통해 지나가고, 이 후에, 약 3 분 동안 쿨-다운 영역을 통하여 지나갈 수 있다. 증착 영역은 서브 영역들(sub-zones)을 분할하여, 아이솔레이터들, 예를 들면, 광학 기체 커튼들 및 진공 아이솔레이터를 거리 단위로(by distance) 분리시킬 수 있다. 일 예에서, 각각의 웨이퍼는 서로와는 각각 격리된 7 개의 상이한 증착 서브 영역들을 통하여 지나간다. 웨이퍼는 연속적으로 각각의 서브 영역을 통하여 이동하고 각 영역에서 소정의 시간, 예를 들면, 약 2 분을 소모한다. 그러므로, 단일 층은 각각의 증착 서브 영역에서 웨이퍼 상에 증착될 수 있다.
도 10a는 CVD 반응기(100)의 대안적인 실시예를 제시한다. CVD 반응기(100)는 반응기 몸체(120), 웨이퍼 캐리어 트랙(130), 웨이퍼 캐리어(140), 및 가열 램프 어셈블리(150)를 포함한다. 반응기 몸체(120)는 직사각형 몸체를 형성할 수 있고, 몰리브덴, 석영, 스테인리스 강철 또는 다른 유사한 물질을 포함할 수 있다. 반응기 몸체(120)는 웨이퍼 캐리어 트랙(130)을 둘러싸고, 웨이퍼 캐리어 트랙(130)의 길이를 실질적으로 연장시킬 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙(130)은 직사각형 몸체를 형성할 수도 있고, CVD 공정 동안 온도 분배에 도움을 주기 위해 석영 또는 다른 저온 전도성 물질을 포함할 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙(130)은, 웨이퍼 캐리어 트랙(130)을 따라 웨이퍼를 전달하기 위해 기체의 쿠션을 공급하는 레비테이션-유형 시스템을 구비하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 도관, 예를 들면, v-루프(roof)(135)를 가진 기공(137)은 웨이퍼 캐리어 트랙(130)의 가이드 경로의 길이 방향 축을 따라 중심에 위치하게 된다. 기체는 기공(137)을 통해 공급되고, 루프(135)의 기체 홀들을 통해 주입되어, 웨이퍼 캐리어 트랙(130)을 따라 루프의 하부면 상의 대응하는 v-형 노치(미도시)를 가진 웨이퍼를 떠오르게 하는 기체의 쿠션을 공급하게 된다. 일 실시예에서, 반응기 몸체(120) 및 웨이퍼 캐리어 트랙(130) 각각은 단일 구조 구성요소이다. 대안적인 실시예에서, 반응기 몸체(120)는 완전한 구소 구성요소를 형성하기 위해 함께 연결된 다수의 세그먼트들을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 웨이퍼 캐리어 트랙(130)은 완전한 구조 구성요소를 형성하기 위해 함께 연결된 다수의 세그먼트들을 포함한다.
또한, 도시된 바와 같이, 도 10a는 웨이퍼 캐리어 트랙(130)을 따라 웨이퍼의 스트립들(160) 또는 단일 웨이퍼(미도시)를 운반하기 위해 구성된 웨이퍼 캐리어(140)이다. 웨이퍼 캐리어(140)는 그래파이트 또는 다른 유사한 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 캐리어(140)는 웨이퍼 캐리어 트랙(130)의 v-형 루프(135)에 대응하는 상기 웨이퍼 캐리어의 하부면을 따라 v-형 노치(136)를 가질 수 있다. v-형 루프(135) 상에 배치된 v-형 노치(136)는 웨이퍼 캐리어(140)가 웨이퍼 캐리어 트랙(130)을 따라 가이드되는데 도움을 준다. 웨이퍼 캐리어(140)는 CVD 공정을 통하여 웨이퍼 스트립들(160)을 운반하여, 공정 동안 웨이퍼 상에 전달되는 열 응력을 감소시키는데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 기공(137)의 루프(135)의 기체 홀들은 기체의 쿠션이 웨이퍼 캐리어(140)의 하부를 따라 향하게 할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(140), 및 CVD 공정 동안 웨이퍼의 스트립들(160)을 안정화시키고 중심에 위치시키는데 도움을 주기 위해 대응하는 v-형 특징을 이용한다. 상술된 바와 같이, 웨이퍼는 처리된 스트립들을 웨이퍼 캐리어(140)로부터 제거하는 것을 용이하게 하고 CVD 공정 동안 스트립들에 따라 유도된 응력을 감소시기기 위해 스트립들(160)에 구비될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 10b-10f는 본원에서 기술된 바와 같이, CVD 반응기들을 포함한 다양한 공정 챔버들, 이뿐 아니라 증착 또는 에칭을 위해 사용된 다른 공정 챔버들을 통하여 웨이퍼를 운반시키기 위해 사용될 수 있는 웨이퍼 캐리어(70)를 도시한다. 웨이퍼 캐리어(70)는 단 측들(71), 장 측들(73), 상부면(72) 및 하부면(74)을 가진다. 웨이퍼 캐리어(70)는 직사각형 형상으로 도시되어지만, 그러나 정사각형 형상, 원형 형상, 또는 다른 형상을 가질 수도 있다. 웨이퍼 캐리어(70)는 그래파이트 또는 다른 물질을 포함할 수 있거나 이로부터 형성될 수 있다. 웨이퍼 캐리어(70)는 일반적으로 CVD 반응기를 통하여 이동되고, 이때에 단 측들(71)은 전방을 향하면서, 장 측들(73)은 CVD 반응기의 측들을 향한다.
도 10b는 상부면(72) 상에 3 개의 인덴테이션들(indentations)(75)을 포함하는 웨이퍼 캐리어(70)의 상부도를 도시한다. 웨이퍼들은 인덴테이션들(75) 내에 위치될 수 있는 반면, 공정 동안 CVD 반응기를 통하여 이동될 수 있다. 3 개의 인덴테이션들(75)이 도시되었지만, 상부면(72)은 인덴테이션들을 다소 가질 수 있고, 인덴테이션들이 없이 가질 수도 있다. 예를 들면, 웨이퍼 캐리어(70)의 상부면(72)은 웨이퍼들을 포함하기 위해 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12 개 또는 그 이상의 인덴테이션들을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 웨이퍼들은, 인덴테이션을 가지지 않은 상부면(72) 상에 직접 배치될 수 있다.
도 10c는 본원의 일 실시예에 기술된 바와 같이, 하부면(74) 상의 인덴테이션(78)을 포함하는 웨이퍼 캐리어(70)의 하부도를 도시한다. 인덴테이션(78)은 웨이퍼 캐리어(70) 아래에서 기체 쿠션의 도입에 따라 웨이퍼 캐리어(70)를 레비테이팅하는데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 기체 흐름은 인덴테이션(78)으로 향하게 되고, 기체 쿠션을 형성하기 위해 기체를 축적한다. 웨이퍼 캐리어(70)의 하부면(74)은 어떠한 인덴테이션들도 가질 수 없거나, 하나의 인덴테이션(78)(도 10c), 2 개의 인덴테이션들(78)(도 10d-10f), 3 개의 인덴테이션들(78)(미도시) 또는 그 이상을 가질 수 있다. 인덴테이션(78)은 직선 또는 테이퍼화된 측들을 가질 수 있다. 일 예에서, 인덴테이션(78)은 테이퍼화된 측들을 가질 수 있어서, 측들(76)은, 각도의 점차적인 변화를 보다 많이 가지는 측들(77)보다 가파르거나 경사가 심하다. 인덴테이션(78) 내의 측들(77)은 웨이퍼 캐리어(70)에 걸친 열 구배를 보상하기 위해 테이퍼화될 수 있다. 또 다른 예에서, 인덴테이션(78)은 직선 측들 및 테이퍼화된 측들을 가짐으로써, 측들(76)은 직선이고, 측들(77)은 테이퍼화되거나, 측들(77)은 직선으로 되고, 측들(76)은 테이퍼화된다. 대안적으로, 인덴테이션(78)은 모든 직선 측들을 가질 수 있어서, 측들(76 및 77)은 직선화될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 10d-10f는 하부면(74) 상의 2 개의 인덴테이션들(78)을 포함한 웨이퍼 캐리어(70)의 하부도를 도시한다. 2 개의 인덴테이션들(78)은 웨이퍼 캐리어(70) 아래에서 기체 쿠션의 도입에 따라 웨이퍼 캐리어(70)를 레비테이팅하는데 도움을 준다. 기체 흐름은 인덴테이션들(78)로 향하게 되고, 기체 쿠션을 형성하기 위해 기체를 축적한다. 인덴테이션들(78)은 직선 또는 테이퍼화된 측들을 가질 수 있다. 일 예에서, 도 10e에 도시된 바와 같이, 인덴테이션들(78)은 직선 측들을 모두 가질 수 있어서, 측들(76 및 77)은 예를 들면, 하부면(74)의 평면에 대해 수직으로 직선화가 된다. 또 다른 예에서, 도 10f에 도시된 바와 같이, 인덴테이션들(78)은 테이퍼화된 측들을 모두 가지고 있어서, 측들(76)은, 각도의 점차적인 변화를 보다 많이 가지는 측들(77)보다 가파르거나 경사가 심하다. 인덴테이션들(78) 내의 측들(77)은 웨이퍼 캐리어(70)에 걸친 열 구배를 보상하기 위해 테이퍼화될 수 있다. 대안적으로, 인덴테이션들(78)은 직선 측들 및 테이퍼화된 측들의 조합을 가질 수 있어서, 측들(76)은 직선화되고, 측들(77)은 테이퍼화되거나, 측들(77)은 직선화되고, 측들(76)은 테이퍼화된다.
웨이퍼 캐리어(70)는, 하부면(74)에서 상부면(72)으로, 그리고 상기 캐리어 위에 배치된 웨이퍼들로 연장된 열 플럭스(heat flux)를 포함한다. 열 플럭스는 공정 시스템의 내압 및 길이 모두에 의해 제어될 수 있다. 웨이퍼 캐리어(70)의 프로파일은 다른 소스들로부터의 열 손실을 보상하기 위해 테이퍼화될 수 있다. 공정 동안, 열은 웨이퍼 캐리어(70)의 에지들, 예를 들면, 단 측들(71) 및 장 측들(73)을 통하여 손실된다. 그러나, 열 손실은 레비테이션의 가이드 경로의 갭을 감소시킴으로써, 웨이퍼 캐리어(70)의 에지로 보다 많은 열 플럭스를 가능케 하여 보상받을 수 있다.
도 10a는 또한 가열 램프 어셈블리(150) 상에 배치된 반응기 몸체(120)를 도시한다. 가열 램프 어셈블리(150)는 CVD 반응기의 길이를 따라 반응기 몸체(120), 웨이퍼 캐리어 트랙(130), 및 특히 웨이퍼의 온도를 증가 및 감소시킴으로써, CVD 반응기 내의 온도 프로파일을 제어하기 위해 구성될 수 있다. 가열 램프 어셈블리(150)는 웨이퍼 캐리어 트랙(130)의 길이 방향의 길이를 따라 배치된 복수의 가열 램프들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가열 램프 어셈블리(150)는 웨이퍼 캐리어 트랙(130)의 길이를 따라 배치된, 개별적으로 제어되는 가열 램프들을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 가열 램프 어셈블리(150)는 웨이퍼 캐리어 트랙(130)을 따라 이동될 시에, 이동가능하고 웨이퍼를 따른 가열 램프들의 뱅크(bank)를 포함한다. 가열 램프 어셈블리(150)의 실시예들은 도 1에 대해 상술된 가열 램프 어셈블리(50)로서 사용될 수도 있다.
대안적인 실시예에서, 다른 유형의 가열 어셈블리들(미도시)은 가열 램프 어셈블리(150) 대신에 반응기 몸체(120)를 가열하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 어셈블리는 웨이퍼 캐리어 트랙(130)의 길이를 따라 개별적으로 제어될 수 있는 저항성 가열 소자들, 예를 들면 저항 히터들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 저항성 가열 소자는 반응기 몸체(120), 웨이퍼 캐리어 트랙(130), 또는 웨이퍼 캐리어(140)에 결합될 수 있거나, 이들 상에 도포될 수 있다(painted). 대안적인 실시예에서, 반응기 몸체(120)를 가열하기 위해 이용될 수 있는 또 다른 유형의 가열 어셈블리는 유도성 가열 소자이고, 예를 들면, 무선 주파수 전원이 구비된다(미도시). 유도성 가열 소자는 반응기 몸체(120), 웨이퍼 캐리어 트랙(130), 및/또는 웨이퍼 캐리어(140)에 연결될 수 있거나, 또는 이들을 이용하여 연결될 수 있다. 본원에서 기술된 가열 어셈블리들의 다양한 유형의 실시예들(가열 램프 어셈블리들(50 및 150)을 포함함)은 독립적으로 이용될 수 있거나, 또는 CVD 반응기와 조합하여 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 가열 램프 어셈블리(150)는 CVD 반응기의 웨이퍼를 약 300℃ 내지 약 800℃의 범위 내의 온도로 가열시키기 위해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 램프 어셈블리(150)는 CVD 반응기의 증착 영역으로 도입하기 전에 웨이퍼의 온도를 적당한 공정 온도로 상승시키기 위해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 램프 어셈블리(150)는 CVD 반응기의 증착 영역으로 도입하기 전에 웨이퍼가 약 300℃ 내지 약 800℃의 범위 내의 온도로 되도록 CVD 반응기로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 증착 공정을 용이하게 하기 위해 CVD 반응기의 하나 이상의 증착 영역들에 들어가기 전에 공정 온도 범위 내로 가열될 수 있고, 웨이퍼의 온도는, 웨이퍼가 하나 이상의 증착 영역들을 통하여 나갈 시에 공정 온도 범위 내에서 유지될 수 있다. 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 이동할 시에 공정 온도 범위 내에서 가열되고 유지될 수 있다. 웨이퍼의 중심 온도 내지 에지 온도는 서로 10℃ 내일 수 있다.
일부 실시예들에서, 연속적인 CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법은 제공되고, 이때 증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 이동시키거나 전진시키는 단계를 포함하고, 상기 증착 시스템은 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 및 제 4 증착 영역을 포함한다. 일부 구성에서, 시스템은 제 5 증착 영역, 제 6 증착 영역, 추가적인 증착 영역들, 히트-업 영역, 쿨-다운 영역, 이뿐 아니라 다른 공정 영역을 가질 수 있다. 방법은 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역에 제 1 웨이퍼를 이동시키거나 전진시키는 단계 및 제 2 웨이퍼를 제 1 증착 영역으로 이동시키거나 전진시키는 단계, 이후에 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 제 2 물질 층은 웨이퍼마다 제 1 물질 층 상에 또는 상기 제 1 물질 층에 걸쳐 증착된다.
방법은 제 1 웨이퍼를 제 3 증착 영역에 이동시키거나 전진시키는 단계, 제 2 웨이퍼를 제 2 증착 영역으로 이동시키거나 전진시키는 단계, 및 제 3 웨이퍼를 제 1 증착 영역으로 이동시키거나 전진시키는 단계, 이후에, 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다.
방법은 제 1 웨이퍼를 제 4 증착 영역에 이동시키거나 전진시키는 단계, 제 2 웨이퍼를 제 3 증착 영역에 이동시키거나 전진시키는 단계, 제 3 웨이퍼를 제 2 증착 영역에 이동시키거나 전진시키는 단계, 및 제 4 웨이퍼를 제 1 증착 영역에 이동시키거나 전진시키는 단계, 이후에, 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 4 물질 층을 증착시키는 단계, 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 및 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다.
일부 실시예들에서, 방법은 제 5 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 5 물질 층을 증착시키는 단계, 제 4 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 4 물질 층을 증착시키는 단계, 제 3 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 제 1 증착 영역 내의 제 5 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 예들은 제공되고, 웨이퍼들 또는 기판은 일반적으로 전방 방향으로, 동일한 방향으로, 동일한 상대 속도로 수평으로 전진하거나 이동하면서, 증착 시스템 내의 다수의 증착 영역들을 통하여 전진하게 된다.
일부 예들에서, 제 1 물질 층, 제 2 물질 층, 제 3 물질 층 및 제 4 물질 층이 동일한 성분을 가질 수도 있다. 다른 예들에서, 각각의 제 1 물질 층, 제 2 물질 층, 제 3 물질 층, 및 제 4 물질 층은 서로 다른 성분을 가질 수도 있다. 많은 예들에서, 각각의 제 1 물질 층, 제 2 물질 층, 제 3 물질 층, 및 제 4 물질 층은 비소, 예를 들면 갈륨 비소, 알루미늄 비소, 알루미늄 갈륨 비소, 이들의 합금, 유도체 또는 다른 물질을 포함할 수 있다.
방법은 제 1 증착 영역에 전진하기 전에, 히트-업 영역 내에서 소정의 온도로 웨이퍼들 각각을 가열하는 단계를 더 제공한다. 소정의 온도는 약 30℃ 내지 약 850℃, 바람직하게는, 약 50℃ 내지 약 750℃, 더 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 350℃의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 웨이퍼들은 약 2 분 내지 약 6 분 또는 약 3 분 내지 약 5 분의 범위 내 구간 동안 소정의 온도로 가열될 수 있다. 다른 실시예들에서, 각각의 웨이퍼들은 약 0.5 분 내지 약 2 분 또는 약 1 분 내지 약 5 분 또는 약 5 분 내지 약 15 분의 범위 내의 구간 동안 소정의 온도로 가열될 수 있다. 방법은 또한, 제 4 물질 층을 증착한 후에 각각의 웨이퍼들을 쿨-다운 영역으로 이동하는 단계를 제공한다. 이 후에, 웨이퍼들은 쿨-다운 영역D에서 소정의 온도로 냉각될 수 있다. 소정의 온도는 약 18℃ 내지 약 30℃의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 웨이퍼들은 약 2 분 내지 약 6 분 또는 약 3 분 내지 약 5 분의 범위 내 구간 동안 소정의 온도로 냉각될 수 있다. 다른 실시예들에서, 각각의 웨이퍼들은 약 0.5 분 내지 약 2 분 또는 약 1 분 내지 약 5 분 또는 약 5 분 내지 약 15 분의 범위 내의 구간 동안 소정의 온도로 냉각될 수 있다.
다른 실시예들에서, 웨이퍼들은 제 1 증착 영역에 들어가기 전에 히트-업 영역을 통해 나가고, 웨이퍼들은 제 4 증착 영역에서 빠져나간 후에 쿨-다운 영역을 통해 나간다. 히트-업 영역, 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 및 제 4 증착 영역, 그리고 쿨-다운 영역은 공통 선형 경로를 모두 공유할 수 있다. 웨이퍼들은 증착 시스템 내의 공통 선형 경로를 따라 연속적으로 그리고 수평으로 전진할 수 있다.
일 실시예에서, 연속적인 CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 복수의 웨이퍼들을 증착 시스템을 통하여 연속적으로 전진하는 단계를 포함하며, 이때 증착 시스템은 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역 및 제 4 증착 영역을 가진다. 방법은 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 방법은 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 방법은 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계, 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 및 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 많은 예들에서, 웨이퍼들은 갈륨 비소 웨이퍼들이다.
일부 실시예들에서, 방법은 제 5 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨-함유 층을 증착시키는 단계, 제 4 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계, 제 3 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 및 제 1 증착 영역 내의 제 5 웨이퍼 상에 버퍼층을 증착시키는 단계를 더 제 공한다. 일부 실시예들에서, 갈륨 함유 층은 인 갈륨 비소를 포함한다.
일부 실시예들에서, 방법은 웨이퍼가 제 1 증착 영역으로 전진하기 전에, 히트-업 영역 내에서 소정의 온도로 각각의 웨이퍼들을 가열시키는 단계를 더 제공한다. 소정의 온도는 약 30℃ 내지 약 850℃, 바람직하게, 약 50℃ 내지 약 750℃, 더 바람직하게 약 100℃ 내지 약 350℃의 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 방법은 갈륨 비소 활성 층을 증착한 후에, 각각의 웨이퍼들을 쿨-다운 영역으로 이동시키는 단계를 더 제공한다. 이 후에, 각각의 웨이퍼는 쿨-다운 영역에서 약 18 ℃ 내지 약 30℃의 범위 내의 소정의 온도로 냉각된다.
다른 실시예들에서, 웨이퍼들은 제 1 증착 영역에 들어가기 전에 히트-업 영역을 통해 나가고, 웨이퍼들은 제 4 증착 영역에서 빠져나간 후에 쿨-다운 영역을 통해 나간다. 히트-업 영역, 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 제 4 증착 영역, 및 쿨-다운 영역은 공통 선형 경로를 공유한다. 선택적으로, 추가적인 증착 영역들, 예를 들면, 제 5, 제 6, 제 7, 또는 그 이상의 증착 영역도 공통 선형 경로를 공유할 수 있다. 방법은 웨이퍼들이 증착 시스템 내의 공통 선형 경로를 따라 연속적으로 그리고 수평으로 전진할 수 있는 단계를 제공한다.
다른 실시예들에서, 방법은 각각의 증착 영역들 사이의 적어도 하나의 기체가 흘러서 상기 증착 영역들 사이에서 기체 커튼을 형성하는 단계를 더 제공한다. 일부 실시예들에서, 기체 커튼 또는 격리 커튼은 적어도 하나의 기체, 예를 들면, 수소, 아르신, 수소 및 아르신의 혼합물, 질소, 아르곤 또는 이들의 조합물을 포함하거나 이들로부터 형성된다. 많은 예들에서, 수소 및 아르신의 혼합물은 기체 커튼 또는 격리 커튼을 형성하기 위해 이용된다.
또 다른 실시예에서, 연속적인 CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 전시키는 단계를 포함하고, 이때 증착 시스템은 히트-업 영역, 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 제 4 증착 영역, 및 쿨-다운 영역을 가진다. 방법은 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계, 이후에 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계, 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 방법은 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계, 및 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다. 방법은 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계, 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 증착시키는 단계, 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계, 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 제공한다.
도 11-17은 본원에서 기술된 바와 같이, CVD 반응기로 이용될 수 있는 CVD 공정들의 다양한 구성도를 도시한다. 도 11은, 입구 아이솔레이터 어셈블리(220), 제 1 아이솔레이터 어셈블리(230), 제 2 아이솔레이터 어셈블리(240), 제 3 아이솔레이터 어셈블리(250), 및 출구 아이솔레이터 어셈블리(260)를 가진 제 1 구성도(200)를 도시한다. 복수의 증착 영역들(290)은 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 위치될 수 있고, 아이솔레이터 어셈블리들에 의해 둘러싸일 수 있다. 이러한 각각의 아이솔레이터 어셈블리들 사이에서, 하나 이상의 배출부들(225)은 각각의 아이솔레이터 어셈블리 또는 증착 영역에서 웨이퍼에 공급되는 기체를 제거하기 위해 구비될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전구체 기체는 입구 아이솔레이터 어셈블리(220)에 주입될 수 있고, 상기 입구 아이솔레이터 어셈블리는 2 차원 흐름 경로, 예를 들면, 웨이퍼의 아래로 그리고 웨이퍼 캐리어 트랙의 길이를 따른, 예를 들면, 흐름 경로(210)에 의해 나타난 바와 같은 흐름 경로를 따른다. 이후에, 기체는 아이솔레이터 어셈블리(220)의 각 측 상에 구비될 수 있는 배출부(225)를 통하여 위로 배출된다. 기체는 입구 아이솔레이터 어셈블리(220)를 향해 가고, 이후에 예를 들면, 흐름 경로(215)에 의해 나타난 웨이퍼 캐리어 트랙의 길이를 따라 향함으로써, CVD 반응기의 입구에 오염물이 들어가는 것을 방지한다. 중간 아이솔레이터 어셈블리들, 예를 들면, 아이솔레이터 어셈블리(230), 또는 증착 영역들(290)에 주입된 기체는, 예를 들면, 흐름 경로(219)에 나타난 바와 같이, 웨이퍼의 흐름으로부터 윗 방향으로(upstream) 이동될 수 있다. 기체의 이러한 역 확산은 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따른 영역들 사이의 기체의 혼합물 및 오염물을 방지하기 위해 인접한 배출부를 통하여 수용될 수 있다. 추가로, 아이솔레이터 어셈블리들을 통하여 주입된, 예를 들면, 흐름 경로(210)를 따른 기체의 유량은 웨이퍼 흐름의 방향으로 격리 영역에 역 확산이 들어가는 것을 더 방지하기 위해 구성될 수도 있다. 흐름 경로(210)를 따른 층류(laminar flow)는 기체의 역 확산을 충족시킴으로써, 예를 들면, 배출부(225) 아래의 접합부(217)에서, 아이솔레이터 어셈블리(230)로부터의 기체의 역 확산이 아이솔레이터 어셈블리(220)에 의해 일어난 격리 영역에 들어가지 못하도록 서로 다른 유량으로 흐를 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼가 증착 영역들(290)에 들어가기 전에, 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 이동할 시에, 상기 웨이퍼는 공정 온도 범위 내에서 가열될 수 있다. 웨이퍼가 증착 영역들(290)을 통해 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 이동할 시에, 웨이퍼의 온도는 공정 온도 범위 내에서 유지될 수 있다. 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어 트랙의 나머지 부분을 따라 이동할 시에, 상기 웨이퍼는 증착 영역들(290)에서 빠져나감에 따라 특정 온도 범위 내에서 냉각될 수 있다.
격리 영역들 및 증착 영역들의 길이는 기체의 역 확산의 효과를 감소시키기위해 변화될 수 있다. 일 실시예에서, 만들어진 격리 영역들의 길이는 약 1 미터 내지 약 2 미터의 길이 범위일 수 있지만, 그러나 서로 다른 적용에 대해 이러한 범위를 넘어 연장될 수 있다.
아이솔레이터 어셈블리들로부터 주입된 기체의 유량은 또한 기체의 역 확산의 효과를 감소시키기 위해 변화될 수 있다. 일 실시예에서, 입구 아이솔레이터 어셈블리(220) 및 출구 아이솔레이터 어셈블리(260)는 분당 약 30 리터로 전구체 기체를 공급할 수 있는 반면, 제 1 아이솔레이터 어셈블리(230), 제 2 아이솔레이터 어셈블리(240), 및 제 3 아이솔레이터 어셈블리(250)는 분당 약 3 리터로 전구체 기체를 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 입구 아이솔레이터 어셈블리(220) 및 출구 아이솔레이터 어셈블리(260)에서 공급된 전구체 기체는 질소를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 아이솔레이터 어셈블리(230), 제 2 아이솔레이터 어셈블리(240), 및 제 3 아이솔레이터 어셈블리(250)에서 공급된 전국체 기체는 아르신을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 2 개의 아이솔레이터 어셈블리들은 총 분당 약 6 리터의 질소를 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 3 개의 아이솔레이터 어셈블리들은 총 분당 약 9 리터의 아르신을 공급할 수 있다.
갭, 예를 들면, 웨이퍼 캐리어 트랙의 가이드 경로와 반응기 덮개 어셈블리의 융기부 사이의 두께, 대안적으로, 웨이퍼가 격리 영역들의 CVD 반응기의 내부 및 외부로 이동하는 공간의 두께는 기체의 역 확산의 효과를 감소시키기 위해 변화될 수도 있다. 일 실시예에서, 아이솔레이터 갭은 약 0.1 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 범위에 있을 수 있다.
도 18은 CVD 반응기에 의해 구비될 수 있는 여러 개의 흐름 경로 구성도들(900)을 도시한다. 흐름 경로 구성도들(900)은 하나 이상의 아이솔레이터 어셈블리들을 통하여 기체를 주입하고, 기체를 증착 영역에 주입하고/주입하거나 격리 및/또는 증착 영역들로부터 기체를 배출하기 위해 사용될 수 있다. 2 중 흐름 경로 구성도(910)는 웨이퍼의 흐름 경로와 동일한 방향으로, 이뿐 아니라 웨이퍼의 흐름 경로의 반대 방향으로 나가는 기체를 보여준다. 게다가, 흐름의 큰 체적은 보다 폭이 넓은 흐름 영역(911)으로 인해 2 중의 흐름 경로 구성도(910)를 통하여 나갈 수 있다. 이러한 보다 폭이 넓은 흐름 영역(911)은 본원에서 기술된 다른 실시예들에 사용되기 위해 구성될 수 있다. 단일 흐름 경로 구성도(920)는, 웨이퍼의 흐름 경로의 동일한 방향 또는 반대 방향일 수 있는 단일 방향으로 향한 기체를 보여준다. 게다가, 흐름의 작은 체적은 폭이 좁은 흐름 영역(921)으로 인해 단일 흐름 경로 구성도(920)를 통하여 나갈 수 있다. 이러한 폭이 좁은 흐름 영역(921)은 본원에서 기술된 다른 실시예들에 사용되기 위해 구성될 수 있다. 배출 흐름 경로 구성도(930)는, 보다 폭이 넓은 흐름 영역(931)을 통한 인접한 영역들, 예를 들면, 인접한 격리 영역들, 인접한 증착 영역들, 또는 증착 영역에 인접한 격리 영역으로부터 기체가 배출될 수 있다는 것을 보여준다.
일 실시예에서, 제 1 배출/주입기 흐름 경로 구성도(940)는, 배출 흐름 경로(944)와 단일 주입 흐름 경로(945) 사이에서 배치된 폭이 좁은 흐름 영역(943)을 가진 2 중의 흐름 경로 구성도(941)를 도시한다. 또한, 보다 폭이 좁은 갭(942) 부분이 도시되어 있고, 이때 상기 보다 폭이 좁은 갭(942) 부분을 따라서 웨이퍼가 CVD 반응기를 통하여 이동할 수 있다. 상술된 바와 같이, 갭(942)은 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 변화될 수 있고, 이로 인해, 기체가 웨이퍼의 표면 상에서 직접적으로 그리고 균일하게 주입되도록 한다. 이러한 보다 폭이 좁은 갭(942) 부분은 증착 영역에서 반응하는 동안 웨이퍼 상에 주입된 기체의 완전한 소비 또는 거의 완전한 소비를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 게다가, 갭(942)은 격리 및/또는 증착 공정 동안 열 제어를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 보다 폭이 좁은 갭(942) 부분에 주입된 기체가 웨이퍼 상에 주입될 시에 보다 높은 온도를 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 배출/주입기 흐름 경로 구성도(950)는, 폭이 넓은 흐름 영역을 가진 제 1 배출 흐름 경로(954), 폭이 좁은 갭 부분(952) 및 흐름 영역(953)을 가진 제 1 2 중의 흐름 경로 구성도(951), 폭이 넓은 흐름 영역을 가진 제 1 단일 주입 흐름 경로(955), 폭이 좁은 흐름 영역들 및 폭이 넓은 갭 부분을 가진 복수의 단일 주입 흐름 경로들(956), 폭이 넓은 흐름 영역을 가진 제 2 배출 흐름 경로(957), 폭이 좁은 갭 부분(959) 및 흐름 영역을 가진 제 2 2 중의 흐름 경로 구성도(958), 및 폭이 넓은 흐름 영역 및 갭 부분을 가진 제 2 단일 주입 흐름 경로(960)를 구비한다.
일 실시예에서, 아이솔레이터 어셈블리들을 통하여 주입된 기체는 웨이퍼의 흐름 경로와 동일한 방향으로 나갈 수 있다. 대안적인 실시예에서, 아이솔레이터 어셈블리들을 통하여 주입된 기체는 웨이퍼의 흐름 경로와 반대인 방향으로 나갈 수 있다. 대안적인 실시예에서, 아이솔레이터 어셈블리들을 통하여 주입된 기체는 웨이퍼의 흐름 경로와 동일한 방향 및 반대인 방향 모두로 나갈 수 있다. 대안적인 실시예에서, 아이솔레이터 어셈블리들은 CVD 반응기에서 이들의 위치에 따라 달라지는 상이한 방향으로 기체가 나가도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 증착 영역들에 주입된 기체는 웨이퍼의 흐름 경로와 동일한 방향으로 나갈 수 있다. 대안적인 실시예에서, 증착 영역들로 주입된 기체는 웨이퍼의 흐름 경로와 반대인 방향으로 나갈 수 있다. 대안적인 실시예에서, 증착 영역들에 주입된 기체는 웨이퍼의 흐름 경로와 동일한 방향 및 반대인 방향 모두로 나갈 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기체는 CVD 반응기에서 증착 영역의 위치에 따라 달라지는 상이한 방향으로 나갈 수 있다.
도 12는 제 2 구성도(300)를 도시한다. 웨이퍼(들)(310)은 CVD 반응기의 입구에 들어가고 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 이동한다. 반응기 덮개 어셈블리(320)는 CVD 반응기의 입구 및 출구에, 그리고 증착 영역들(340, 380, 390) 사이에 위치한 여러 개의 기체 격리 커튼들(350)을 구비함으로써, 증착 영역들과 격리 영역들 사이의 기체의 조합 및 혼합을 방지할 수 있다. 기체 격리 커튼들 및 증착 영역들은 반응기 덮개 어셈블리(320)의 하나 이상의 기체 매니폴드 어셈블리들에 의해 구비될 수 있다. 이러한 증착 영역들은 알루미늄 비소 증착 영역(340), 갈륨 비소 증착 영역(380) 및 인 갈륨 비소 증착 영역(390)을 포함함으로써, 다수의 층 엑피택셜 증착 공정 및 구조를 형성하게 된다. 웨이퍼 캐리어 트랙 및 가열 램프 어셈블리를 일반적으로 포함할 수 있는 반응기의 하부 부분(330)을 따라 웨이퍼(들)(310)가 이동될 시에, 웨이퍼(310)는 증착 영역들(340, 380, 390)에 들어가기 전 및 빠져나갈 시에 웨이퍼의 온도를 점진적으로 증가 및 감소시킴으로써, 웨이퍼(310)에 가해진 열 응력을 감소시키도록 반응기의 입구 및 출구에서 온도 램프들(360)을 거칠 수 있다. 웨이퍼(310)는 증착 공정들을 용이하게 하기 위해, 증착 영역들(340, 380, 390)에 들어가기 전에 공정 온도 범위 내에서 가열될 수 있다. 웨이퍼(310)가 증착 영역들(340, 380, 390)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼의 온도는 증착 공정들에 도움을 주기 위해, 열 영역(370) 내에서 유지될 수 있다. 웨이퍼(들)(310)는 CVD 반응기의 내부 및 외부로 웨이퍼들을 연속적으로 공급 및 수용하기 위해 컨베이어형 시스템 상에서 구비될 수 있다.
도 13은 제 3 구성도(400)를 도시한다. CVD 반응기는 입구 및 출구에서 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼(들)를 떠오르게 하기 위해 반응기에 질소(410)를 공급하도록 구성될 수 있다. 수소/아르신 혼합물(420)은 또한 출구와 입구 사이에서 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼를 떠오르게 하기 위해 사용될 수도 있다. 제 3 구성도(400)의 스테이지들(stages)은 반응기 덮개 어셈블리의 하나 이상의 기체 매니폴드 어셈블리들에 의해 제공될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙을 따른 스테이지들은 입구 질소 격리 영역(415), 예열 배출 영역(425), 수소/아르신 혼합 예열 격리 영역(430), 갈륨 비소 증착 영역(435), 갈륨 비소 배출부(440), 알루미늄 갈륨 비소 증착 영역(445), 갈륨 비소 N-층 증착 영역(450), 갈륨 비소 P-층 증착 영역(455), 인 수소 아르신 격리 영역(460), 제 1 인 알루미늄 갈륨 비소 증착 영역(465), 인 알루미늄 갈륨 비소 배출 영역(470), 제 2 인 알루미늄 갈륨 비소 증착 영역(475), 수소/아르신 혼합 쿨 다운 격리 영역(480), 쿨 다운 배출 영역(485), 및 출구 질소 격리 영역(490)을 포함할 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙 및 가열 램프 어셈블리를 일반적으로 포함할 수 있는 반응기의 하부 부분을 따라 웨이퍼가 이동할 시에, 웨이퍼는 증착 영역들(435, 445, 450, 455, 465, 475)에 들어가기 전 및 빠져나갈 시에 웨이퍼의 온도를 점진적으로 증가 및 감소시킴으로써, 웨이퍼에 가해진 열 응력을 감소시키도록 반응기의 입구 및 출구에서 하나 이상의 온도 램프들(411)을 거칠 수 있다. 웨이퍼는 증착 공정들을 용이하게 하기 위해, 증착 영역들(435, 445, 450, 455, 465, 475)에 들어가기 전에 공정 온도 범위 내에서 가열될 수 있다. 웨이퍼가 증착 영역들(435, 445, 450, 455, 465, 475)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼의 온도는 증착 공정들에 도움을 주기 위해 열 영역(412) 내에서 유지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼가 입구 격리 영역(415)을 지나갈 시에, 제 3 구성도(400)를 통하여 이동되는 웨이퍼의 온도는 증가될 수 있고, 웨이퍼가 영역들(430, 435, 440, 445, 450, 455, 460, 465, 470, 475)을 통하여 이동할 시에 상기 온도는 유지될 수 있고, 웨이퍼가 수소/아르신 혼합 쿨 다운 격리 영역(480)에 가까워지고 웨이퍼 캐리어 트랙의 나머지 부분을 따라 이동될 시에 상기 온도는 감소될 수 있다.
도 14는 제 4 구성도(500)를 도시한다. CVD 반응기는 입구 및 출구에서 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼(들)를 떠오르게 하기 위해 반응기에 질소(510)를 공급하도록 구성될 수 있다. 수소/아르신 혼합물(520)은 또한 출구와 입구 사이에서 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼를 떠오르게 하기 위해 사용될 수도 있다. 제 4 구성도(500)의 스테이지들은 반응기 덮개 어셈블리의 하나 이상의 기체 매니폴드 어셈블리들에 의해 제공될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙을 따른 스테이지들은 입구 질소 격리 영역(515), 예열 배출 영역(525), 수소/아르신 혼합 예열 격리 영역(530), 배출 영역(535), 증착 영역(540), 배출 영역(545), 수소/아르신 혼합 쿨 다운 격리 영역(550), 쿨 다운 배출 영역(555), 및 출구 질소 격리 영역(545)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 증착 영역(540)은 진동 샤워헤드 어셈블리를 포함할 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙 및 가열 램프 어셈블리를 일반적으로 포함할 수 있는 반응기의 하부 부분을 따라 웨이퍼가 이동할 시에, 웨이퍼는 증착 영역(540)에 들어가기 전 및 빠져나갈 시에 웨이퍼의 온도를 점진적으로 증가 및 감소시킴으로써, 웨이퍼에 가해진 열 응력을 감소시키도록 반응기의 입구 및 출구에서 하나 이상의 온도 램프들(511, 513)을 거칠 수 있다. 웨이퍼는 증착 공정들을 용이하게 하기 위해, 증착 영역(540)에 들어가기 전에 공정 온도 범위 내에서 가열될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼가 온도 램프들(511)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼는 제 1 온도 범위 내에서 가열되고/가열되거나 냉각될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼가 온도 램프들(513)을 통하여 이동될 시에 웨이퍼는 제 2 온도 범위 내에서 가열되고/가열되거나 냉각될 수 있다. 제 1 온도 범위는 제 2 온도 범위보다 크고, 작고/작거나 같을 수 있다. 웨이퍼가 증착 영역(540)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼의 온도는 증착 공정들에 도움을 주기 위해 열 영역(512) 내에서 유지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼가 입구 격리 영역(515)으로 나갈 시에 제 4 구성도(500)를 통하여 이동된 웨이퍼의 온도는 증가될 수 있고, 웨이퍼가 증착 영역(540)을 통하여 이동될 시에 상기 온도는 유지될 수 있고, 웨이퍼가 수소/아르신 혼합 쿨 다운 격리 영역(550)에 가까워지고 웨이퍼 캐리어 트랙의 나머지 부분을 따라 이동될 시에 상기 온도는 감소될 수 있다.
도 15는 제 5 구성도(600)를 도시한다. CVD 반응기는 입구 및 출구에서 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼(들)를 떠오르게 하기 위해 반응기에 질소(610)를 공급하도록 구성될 수 있다. 수소/아르신 혼합물(620)은 또한 출구와 입구 사이에서 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼를 떠오르게 하기 위해 사용될 수도 있다. 제 5 구성도(600)의 스테이지들은 반응기 덮개 어셈블리의 하나 이상의 기체 매니폴드 어셈블리들에 의해 제공될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙을 따른 스테이지들은 입구 질소 격리 영역(615), 흐름 밸런스 제한기 영역(flow balance restrictor zone)을 구비한 예열 배출부(625), 활성 수소/아르신 혼합 격리 영역(630), 갈륨 비소 증착 영역(635), 알루미늄 갈륨 비소 증착 영역(640), 갈륨 비소 N-층 증착 영역(645), 갈륨 비소 P-층 증착 영역(650), 인 알루미늄 갈륨 비소 증착 영역(655), 쿨 다운 배출 영역(660) 및 출구 질소 격리 영역(665)을 포함할 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙 및 가열 램프 어셈블리를 일반적으로 포함할 수 있는 반응기의 하부 부분을 따라 웨이퍼가 이동할 시에, 웨이퍼는 증착 영역들(635, 640, 645, 650, 655)에 들어가기 전 및 빠져나갈 시에 웨이퍼의 온도를 점진적으로 증가 및 감소시킴으로써, 웨이퍼에 가해진 열 응력을 감소시키도록 반응기의 입구 및 출구에서 하나 이상의 온도 램프들(611)을 거칠 수 있다. 웨이퍼는 증착 공정들을 용이하게 하기 위해, 증착 영역들(635, 640, 645, 650, 655)에 들어가기 전에 공정 온도 범위 내에서 가열될 수 있다. 웨이퍼가 증착 영역들(635, 640, 645, 650, 655)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼의 온도는 증착 공정들에서 도움을 주기 위해 열 영역(612) 내에서 유지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼가 입구 격리 영역(615)을 지나가고 활성 수소/아르신 혼합 격리 영역(630)으로 접근할 시에 제 5 구성도(600)를 통하여 이동되는 웨이퍼의 온도는 증가될 수 있고, 웨이퍼가 증착 영역들(635, 640, 645, 650, 655)을 통하여 이동될 시에 상기 온도는 유지될 수 있고, 웨이퍼가 쿨 다운 배출 영역(660)에 가까워지고 웨이퍼 캐리어 트랙의 나머지 부분을 따라 이동될 시에 상기 온도는 감소될 수 있다.
도 16은 제 6 구성도(700)를 도시한다. CVD 반응기는 입구 및 출구에서 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼(들)를 떠오르게 하기 위해 반응기에 질소(710)를 공급하도록 구성될 수 있다. 수소/아르신 혼합물(720)은 또한 출구와 입구 사이에서 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼를 떠오르게 하기 위해 사용될 수도 있다. 제 6 구성도(700)의 스테이지들은 반응기 덮개 어셈블리의 하나 이상의 기체 매니폴드 어셈블리들에 의해 제공될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙을 따른 스테이지들은 입구 질소 격리 영역(715), 흐름 밸런스 제한기 영역을 구비한 예열 배출부(725), 갈륨 비소 증착 영역(730), 알루미늄 갈륨 비소 증착 영역(735), 갈륨 비소 N-층 증착 영역(740), 갈륨 비소 P-층 증착 영역(745), 인 알루미늄 갈륨 비소 증착 영역(750), 흐름 밸런스 제한기 영역을 구비한 쿨 다운 배출부(755) 및 출구 질소 격리 영역(760)을 포함할 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙 및 가열 램프 어셈블리를 일반적으로 포함할 수 있는 반응기의 하부 부분을 따라 웨이퍼가 이동할 시에, 웨이퍼는 증착 영역들(730, 735, 740, 745, 750)에 들어가기 전 및 빠져나갈 시에 웨이퍼의 온도를 점진적으로 증가 및 감소시킴으로써, 웨이퍼에 가해진 열 응력을 감소시키도록 반응기의 입구 및 출구에서 하나 이상의 온도 램프들(711)을 거칠 수 있다. 웨이퍼는 증착 공정들을 용이하게 하기 위해, 증착 영역들(730, 735, 740, 745, 750)에 들어가기 전에 공정 온도 범위 내에서 가열될 수 있다. 웨이퍼가 증착 영역들(730, 735, 740, 745, 750)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼의 온도는 증착 공정들에 도움을 주기 위해 열 영역(712) 내에서 유지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 6 구성도(700)를 통하여 이동되는 웨이퍼의 온도는 입구 격리 영역(715)을 지나가고 갈륨 비소 증착 영역(730)으로 접근할 시에 증가될 수 있고, 웨이퍼가 증착 영역들(730, 735, 740, 745, 750)을 통하여 이동될 시에 상기 온도는 유지될 수 있고, 웨이퍼가 쿨 다운 배출 영역(755)에 가까워지고 웨이퍼 캐리어 트랙의 나머지 부분을 따라 이동될 시에 상기 온도는 감소될 수 있다.
도 17은 제 7 구성도(800)를 도시한다. CVD 반응기는 입구 및 출구에서 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼(들)를 떠오르게 하기 위해 반응기에 질소(810)를 공급하도록 구성될 수 있다. 수소/아르신 혼합물(820)은 또한 출구와 입구 사이에서 CVD 반응기의 웨이퍼 캐리어 트랙을 따라 웨이퍼를 떠오르게 하기 위해 사용될 수도 있다. 제 7 구성도(800)의 스테이지들은 반응기 덮개 어셈블리의 하나 이상의 기체 매니폴드 어셈블리들에 의해 제공될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙을 따른 스테이지들은 입구 질소 격리 영역(815), 예열 배출 영역(825), 증착 영역(830), 쿨 다운 배출 영역(835), 및 출구 질소 격리 영역(840)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 증착 영역(830)은 진동 샤워헤드 어셈블리를 포함할 수 있다. 웨이퍼 캐리어 트랙 및 가열 램프 어셈블리를 일반적으로 포함할 수 있는 반응기의 하부 부분을 따라 웨이퍼가 이동할 시에, 웨이퍼는 증착 영역(830)에 들어가기 전 및 빠져나갈 시에 웨이퍼의 온도를 점진적으로 증가 및 감소시킴으로써, 웨이퍼에 가해진 열 응력을 감소시키도록 반응기의 입구 및 출구에서 하나 이상의 온도 램프들(811, 813)을 거칠 수 있다. 웨이퍼는 증착 공정들을 용이하게 하기 위해, 증착 영역(830)에 들어가기 전에 공정 온도 범위 내에서 가열될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼가 온도 램프들(811)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼는 제 1 온도 범위 내에서 가열되고/가열되거나 냉각될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼가 온도 램프들(813)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼는 제 2 온도 범위 내에서 가열되고/가열되거나 냉각될 수 있다. 제 1 온도 범위는 제 2 온도 범위보다 크고, 작고/작거나 같을 수 있다. 웨이퍼가 증착 영역(830)을 통하여 이동될 시에, 웨이퍼의 온도는 증착 공정들에 도움을 주기 위해 열 영역(812) 내에서 유지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼가 입구 격리 영역(815)을 지나가고 증착 영역(830)으로 접근할 시에, 제 7 구성도(800)를 통하여 이동되는 웨이퍼의 온도는 증가될 수 있고, 웨이퍼가 증착 영역(830)을 통하여 이동될 시에 상기 온도는 유지될 수 있고, 웨이퍼가 쿨 다운 배출 영역(835) 및 그 다음의 출구 질소 격리 영역(840)에 가까워지고 웨이퍼 캐리어 트랙의 나머지 부분을 따라 이동될 시에 상기 온도는 감소될 수 있다.
일 실시예에서, CVD 반응기는 약 1 ㎛/min의 증착률로 고품질 갈륨 비소 및 알루미늄 갈륨 비소 2 중 이종 접합을 성장시키거나, 증착시키기 위해 구성될 수 있고, 고품질 알루미늄 비소 엑피택셜 측면 과성장 희생층을 성장시키거나, 증착시키기 위해 구성될 수 있으며, 그리고 분당 약 6 개의 웨이퍼들 내지 분당 약 10 개의 웨이퍼들의 처리량을 제공하기 위해 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, CVD 반응기는 가변 크기, 예를 들면, 4 ㎝ x 4 ㎝ 또는 10 ㎝ x 10 ㎝의 웨이퍼들 상의 물질을 성장시키거나, 증착시키기 위해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, CVD 반응기는 300 ㎚ 갈륨 비소 버퍼 층을 제공하기 위해 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, CVD 반응기는 30 ㎚ 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 제공하기 위해 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, CVD 반응기는 1,000 ㎚ 갈륨 비소 활성 층을 제공하기 위해 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, CVD 반응기는 30 ㎚ 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 제공하기 위해 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, CVD 반응기는 ㎠ 당 1x104 미만의 전위 밀도, 99%의 광루미네선스 효율(photoluminescence efficiency) 및 250 나노초의 광루미네선스 수명을 제공하기 위해 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, CVD 반응기는 5 ㎚ 증착 ±0.5 ㎚, 1x106보다 큰 식각 선택도(etch selectivity), 제로 핀홀(zero pinholes), 및 시간당 0.2 ㎜보다 큰 알루미늄 비소 식각률을 가진 엑피택셜 측면 과성상 층을 제공하기 위해 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, CVD 반응기는 온도에 대해 10℃보다 크고 300℃ 이상이 되지 않은 중심 내지 에지 온도 비-균일성, 단지 5의 Ⅴ-Ⅲ의 비율 및 800℃의 최대 온도를 제공하기 위해 구성될 수 있다.
일 실시예에서, CVD 반응기는, 300 ㎚ 갈륨 비소 버퍼 층, 5 ㎚ 알루미늄 비소 희생 층, 10 ㎚ 알루미늄 갈륨 비소 윈도우 층, 700 ㎚ 갈륨 비소 2x1017 Si 활성 층, 300 ㎚ 알루미늄 갈륨 비소 1x1019 CP+ 층, 및 300 ㎚ 갈륨 비소 1x1019 CP+ 층을 가지는 증착 층들을 제공하기 위해 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, CVD 반응기는 300 ㎚ 갈륨 비소 버퍼 층, 5 ㎚ 알루미늄 비소 희생 층, 10 ㎚ 갈륨 인듐 인화물 윈도우 층, 700 ㎚ 갈륨 비소 2x1017 Si 활성 층, 100 ㎚ 갈륨 비소 CP 층, 300 ㎚ 갈륨 인듐 인화물 P 윈도우 층, 20 ㎚ 갈륨 인듐 인화물 1x1020 P+ 터널 접합 층, 20 ㎚ 갈륨 인듐 인화물 1x1020 N+ 터널 접합 층, 30 ㎚ 알루미늄 갈륨 비소 윈도우, 400 ㎚ 갈륨 인듐 인화물 N 활성 층, 100 ㎚ 갈륨 인듐 인화물 P 활성 층, 30 ㎚ 알루미늄 갈륨 비소 P 윈도우, 및 300 ㎚ 갈륨 비소 P+ 접촉 층을 가진 증착 층들을 제공하기 위해 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 레비테이팅 기판 캐리어 또는 지지부에 관한 것이다. 일 실시예에서, 반응기를 통하여 나가는 적어도 하나의 기판 또는 웨이퍼를 지지 및 운반하는 기판 캐리어는 제공되고, 상기 기판 캐리어는 상부면 및 하부면을 포함하는 기판 캐리어 몸체, 및 상기 하부면 내에 배치된 적어도 하나의 인덴테이션 포켓(indentation pocket)을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 기판 캐리어는 상부면 및 하부면을 포함한 기판 캐리어 몸체, 및 상기 하부면 내에 배치된 적어도 2 개의 인덴테이션 포켓들을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 기판 캐리어는 상부면 및 하부면을 포함한 기판 캐리어 몸체, 상기 상부면 내의 인덴테이션 영역, 및 상기 하부면 내에 배치된 적어도 2 개의 인덴테이션 포켓들을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 기판 캐리어는 상부면 및 하부면을 포함한 기판 캐리어 몸체, 상기 상부면 내의 인덴테이션 영역, 및 상기 하부면 내에 배치된 적어도 2 개의 인덴테이션 포켓들을 포함하고, 각각의 인덴테이션 포켓은 직사각형 형상을 가지며, 하부면에 대해 실질적으로 수직으로 되어있거나 수직으로 되어 연장되는 4 개의 측벽들을 가진다. 또 다른 실시예에서, 기판 캐리어는 상부면 및 하부면을 포함한 기판 캐리어 몸체, 상기 하부면 내에 배치된 적어도 2 개의 인덴테이션 포켓들을 포함하고, 각각의 인덴테이션 포켓은 직사각형 형상을 가지며, 하부면에 대해 실질적으로 수직으로 되어있거나 수직으로 되어 연장되는 4 개의 측벽들을 가진다.
또 다른 실시예에서, 반응기를 통하여 나가는 적어도 하나의 기판을 지지 및 운반하는 기판 캐리어는 제공되고, 상기 기판 캐리어는 상부면 및 하부면을 포함하는 기판 캐리어 몸체, 및 상기 하부면 내에 배치된 적어도 하나의 인덴테이션 포켓을 포함한다. 기판 캐리어 몸체는 직사각형 형상, 정사각형 형상, 또는 또 다른 유형의 형상을 가질 수 있다. 일 예에서, 기판 캐리어 몸체는 2 개의 단 측들 및 2 개의 장 측들을 가지고, 상기 2 개의 단 측들 중 하나는 기판 캐리어 몸체의 앞면이고, 다른 단측은 기판 캐리어 몸체의 뒷면이다. 기판 캐리어 몸체는 그래파이트를 포함하거나 이로부터 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상부면은 상기 상부면에 배치된 적어도 하나의 인덴테이션 영역을 포함한다. 상기 상부면 내의 인덴테이션 영역은 상기 영역 상에서 기판을 유지하기 위해 구성된다. 다른 예들에서, 상부면은 적어도 2 개, 3 개, 4 개, 8 개, 12 개 또는 그 이상의 인덴테이션 영역들을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 상부면은 인덴테이션 영역들을 가지지 않는다.
또 다른 실시예에서, 하부면은 적어도 2 개의 인덴테이션 포켓들을 가질 수 있고, 상기 인덴테이션 포켓들은 기체 쿠션을 수용하기 위해 구성된다. 일부 실시예들에서, 하부면은 1 개, 3 개, 또는 그 이상의 인덴테이션 포켓들을 가진다. 인덴테이션 포켓은 직사각형 형상, 정사각형 형상, 또는 또 다른 유형의 형상을 가질 수 있다. 각각의 인덴테이션 포켓들은 일반적으로 2 개의 단 측들 및 2 개의 장 측들을 가진다. 일 예에서, 단 측들 및 장 측들은 직선화된다. 단 측들 및 장 측들은 하부면에 대해 수직으로 되어 있다. 또 다른 예에서, 2 개의 단 측들 중 적어도 하나는 제 1 각도로 테이퍼화되고, 2 개의 장 측들 중 적어도 하나는 제 2 각도로 테이퍼화되고, 제 1 각도는 제 2 각도보다 크거나 작을 수 있다. 또 다른 예에서, 2 개의 단 측들 중 적어도 하나는 직선화되고, 2 개의 장 측들 중 적어도 하나는 테이퍼화된다. 또 다른 예에서, 2 개의 단 측들 중 적어도 하나는 테이화되고, 2 개의 장 측들 중 적어도 하나는 직선화된다. 일 실시예에서, 인덴테이션 포켓은 직사각형 형상을 가지고, 인덴테이션 포켓은 기체 쿠션을 수용하기 위해 구성된다. 인덴테이션 포켓은 상부면에 이격되어 테이퍼화된 테이퍼형 측 벽들을 가질 수 있다.
또 다른 실시예에서, 기상 증착 공정 동안 기판 캐리어의 상부면 상에 배치된 레비테이팅 기판들에 대한 방법은 제공되고, 상기 방법은 기판 캐리어의 하부면을 기체 스트림에 노출시키는 단계, 기판 캐리어 아래에서 기체 쿠션을 형성하는 단계, 공정 챔버 내에서 기판 캐리어를 레비테이팅하는 단계, 및 공정 챔버 내의 경로를 따라 기판 캐리어를 이동시키는 단계를 포함한다. 많은 예들에서, 기판 캐리어의 이동 및/또는 경로를 따른 기판 캐리어의 속도는 기체 스트림의 유량을 조정함으로써 제어될 수 있다. 공기 쿠션은 하부면 내에 배치된 적어도 하나의 인덴테이션 포켓 내에서 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하부면은 적어도 2 개의 인덴테이션 포켓들을 가진다. 인덴테이션 포켓들은 기체 쿠션을 수용하기 위해 구성된다. 기판 캐리어의 상부면은 기판을 지지하는 적어도 하나의 인덴테이션 영역을 가진다. 인덴테이션 포켓은 기판 캐리어의 상부면과 이격되어 테이퍼화된 테이퍼형 측 벽들을 가질 수 있다.
또 다른 실시예에서, 기상 증착 공정 동안 기판 캐리어 상에 배치된 레비테이팅 기판들에 대한 방법은 제공되고, 상기 방법은 기판 캐리어의 하부면을 기체 스트림에 노출시키는 단계(이때 적어도 하나의 웨이퍼는 기판 캐리어의 상부면 상에 배치되고, 하부면은 적어도 하나의 인덴테이션 포켓을 포함함), 기판 캐리어 아래에서 기체 쿠션을 형성하는 단계, 공정 챔버 내에서 기판 캐리어를 레비테이팅하는 단계, 및 공정 챔버 내의 경로를 따라 기판 캐리어를 이동시키는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 기상 증착 공정 동안 기판 캐리어 상에 배치된 레비테이팅 기판들에 대한 방법은 제공되고, 상기 방법은 기판 캐리어의 하부면을 기체 스트림에 노출시키는 단계(이때 하부면은 적어도 하나의 인덴테이션 포켓을 포함함), 기판 캐리어 아래에서 기체 쿠션을 형성하는 단계, 공정 챔버 내에서 기판 캐리어를 레비테이팅하는 단계, 및 공정 챔버 내의 경로를 따라 기판 캐리어를 이동시키는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 기상 증착 공정 동안 기판 캐리어 상에 배치된 레비테이팅 기판들에 대한 방법은 제공되고, 상기 방법은 기판 캐리어의 하부면을 기체 스트림에 노출시키는 단계(이때 하부면은 적어도 2 개의 인덴테이션 포켓을 포함함), 기판 캐리어 아래에서 기체 쿠션을 형성하는 단계, 공정 챔버 내에서 기판 캐리어를 레비테이팅하는 단계, 및 공정 챔버 내의 경로를 따라 기판 캐리어를 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 CVD 반응기 시스템 및 이에 관련된 사용 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은 덮개 어셈블리, 예를 들면, 상판의 길이 방향 축을 따라 위치된 복수의 융기부들을 가진 상판을 포함한다. 시스템은 트랙을 포함하고, 상기 트랙은 가이드 경로, 예를 들면, 트랙의 길이 방향 축을 따라 위치된 채널을 가지고, 이때 채널은 상판의 복수의 융기부들을 수용하기 위해 구성되고, 이로 인해, 복수의 융기부들과 트랙의 바닥 사이의 갭을 형성하게 되고, 상기 갭은 기판을 수용하기 위해 구성된다. 시스템은 가열 어셈블리, 예를 들면, 상기 기판이 트랙의 채널을 따라 이동할 시에 기판을 가열시키기 위해 동작가능한 가열 소자를 포함한다. 일 실시예에서, 트랙은 트랙의 채널을 따라 기판을 떠오르게 하기 위해 동작가능하다.
일 실시예에서, 시스템은 트랙을 지지하는 트로프를 포함한다. 갭은 약 0.5 ㎜ 내지 약 5 ㎜ 또는 약 0.5 ㎜ 내지 약 1 ㎜의 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 상판은 몰리브덴 또는 석영으로 형성되고, 트랙은 석영 또는 실리카로 형성된다. 상판은 기체를 갭으로 향하게 하기 위해 동작가능하고, 상판의 길이 방향 축을 따라 위치되고 복수의 융기부들 사이에서 배치된 복수의 포트들을 더 포함할 수 있고, 이로 인해, 복수의 융기부들 사이에서 경로들을 형성하게 된다. 복수의 포트들 중 하나 이상은 상판의 복수의 융기부들과 트랙의 바닥 사이의 갭으로 기체를 전달하고/전달하거나 배출하기 위해 구성된다.
가열 소자의 예들은 트랙에 연결되거나 트랙을 구비한 가열 램프, 트랙을 따라 배치된 복수의 가열 램프들, 기판이 트랙의 채널을 따라 이동될 시에 트랙을 따라 이동하기 위해 동작가능한 가열 램프 뱅크, 트랙에 연결되거나 트랙을 구비한 저항 히터들, 기판 및/또는 트랙에 연결되거나 기판 및/또는 트랙을 구비한 유도성 가열원을 포함한다. 가열 소자는 기판에 걸쳐 서로 다른 온도를 유지하기 위해 동작가능하고, 상기 온도 차이는 10℃ 미만이다. 일 실시예에서, CVD 시스템은 대기압 CVD 시스템이다.
일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은, 시스템의 입구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 동작가능한 입구 아이솔레이터, 시스템의 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 동작가능한 출구 아이솔레이터, 및 입구 아이솔레이터와 출구 아이솔레이터 사이에 배치된 중간 아이솔레이터를 포함한다. 시스템은 입구 아이솔레이터에 인접하게 배치된 제 1 증착 영역 및 출구 아이솔레이터에 인접하게 배치된 제 2 증착 영역을 더 포함할 수 있다. 중간 아이솔레이터는 증착 영역들 사이에서 배치되고, 제 1 증착 영역과 제 2 증착 영역 사이에서 기체의 혼합을 방지하기 위해 동작가능하다.
일 실시예에서, 입구 아이솔레이터는 제 1 증착 영역에 주입된 기체의 역 확산을 방지하기 위해 더 동작가능하고, 중간 아이솔레이터는 제 2 증착 영역에 주입된 기체의 역 확산을 방지하기 위해 더 동작가능하고, 출구 아이솔레이터는 제 2 증착 영역에 주입된 기체의 역 확산을 방지하기 위해 더 동작가능하다. 아이솔레이터들 중 적어도 하나에 의해 형성된 격리 영역은 약 1 미터 내지 약 2 미터의 범위 내의 길이를 가진다. 기체, 예를 들면, 질소는 제 1 유량, 예를 들면, 분당 약 30 리터로 입구 아이솔레이터로 주입됨으로써, 제 1 증착 영역으로부터 기체의 역 확산을 방지한다. 기체, 예를 들면, 아르신은 제 1 유량, 예를 들면, 분당 약 3 리터로 중간 아이솔레이터로 주입됨으로써, 제 1 증착 영역과 제 2 증착 영역 사이에서 기체의 역 혼합을 방지한다. 기체, 예를 들면 질소는 제 1 유량, 예를 들면, 분당 약 30 리터로 출구 아이솔레이터로 주입됨으로써, 시스템의 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 한다. 일 실시예에서, 배출부는 각각의 아이솔레이터에 인접하게 배치되고, 아이솔레이터들에 의해 주입된 기체를 배출하기 위해 동작가능하다. 배출부는 각각의 증착 영역에 인접하게 배치될 수 있고, 증착 영역들에 주입된 기체를 배출하기 위해 동작가능하다.
일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은 하우징, 하우징에 의해 둘러싸인 트랙을 포함하고, 이때 트랙은 가이드 경로, 예를 들면, CVD 시스템을 통하여 기판을 가이드하기 위해 구성된 채널을 형성한다. 시스템은 트랙의 채널을 따라 기판을 이동시키는 캐리어를 포함하고, 이때 트랙은 트랙의 채널을 따라 캐리어를 레비테이팅하기 위해 동작가능하다. 하우징은 몰리브덴, 석영, 또는 스테인리스 강철을 포함하거나, 또는 이들로 형성되고, 트랙은 석영, 몰리브덴, 융합형 실리카, 세라믹을 포함하거나, 또는 이들로 형성되고, 캐리어는 그래파이트로 형성된다.
일 실시예에서, 트랙은 복수의 개구부들 및/또는 도관을 포함하고, 상기 복수의 개구부들 및/또는 도관은, 캐리어를 상승시키거나 레비테이팅하고 트랙의 채널을 따라 캐리어를 실질적으로 중심에 위치시키도록, 캐리어의 하부면 및 채널에 기체의 쿠션을 공급하기 위해 동작가능한 트랙 각각의 바닥을 따라 배치된다. 도관은 v-형을 가질 수 있고, 캐리어는 그의 하부면을 따라 배치된 노치(예를 들면, v-형)를 가질 수 있다. 기체는 트랙의 바닥으로부터 캐리어를 실질적으로 상승시키고 트랙의 채널을 따라 캐리어를 실질적으로 중심에 위치시키기 위해 캐리어의 노치에 가해지게 된다. 트랙은, 기판이 채널의 제 1 말단으로부터 채널의 제 2 말단으로 이동하고 떠오르게 하도록, 경사질 수 있고, 예를 들면 약 20°미만인 각도로, 약 10°미만인 각도로, 약 1°와 약 5°사이의 각도로 경사질 수 있다. 트랙 및/또는 하우징은 다수의 세그먼트들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템은 기판들을 채널로 자동으로 도입시키기 위해 동작가능한 컨베이어, 채널로부터 기판들을 자동으로 회수하기 위해 동작가능한 리트리버 및/또는 기판을 가열시키기 위해 동작가능한 가열 소자를 포함할 수 있다. 가열 소자는 하우징, 기판 및/또는 트랙에 연결되거나 이들을 구비한다. 캐리어는 트랙의 채널을 따라 기판의 스트립들을 운반하기 위해 동작가능하다.
일 실시예에서, CVD 시스템을 통하여 기판을 이동시키는 트랙 어셈블리는 제공되고, 상기 트랙 어셈블리는, 바닥, 측 지지부들, 예를 들면, 바닥에 인접하게 배치된 한 쌍의 레일들을 가진 상부 섹션을 포함하고, 이로 인해, 가이드 경로, 예를 들면, 바닥을 따라 기판을 가이드하는 채널을 형성하게 된다. 하부 섹션은 상부 섹션에 연결되거나 상부 섹션을 구비하여, 하부 섹션과 상부 섹션 사이에서 하나 이상의 챔버들을 형성하게 된다. 상부 섹션은 오목형 하부면을 포함하고, 하부 섹션은 오목형 상부면을 포함하여 챔버를 형성할 수 있게 된다. 일 실시예에서, 상부 섹션 및/또는 하부 섹션은 몰리브덴, 석영, 실리카, 알루미나, 또는 세라믹으로 형성된다.
일 실시예에서, 상부 섹션은 챔버와 채널 사이의 유체 전달을 제공하기 위해 바닥을 통하여 배치된 복수의 개구부들을 가진다. 질소와 같은 기체의 쿠션은 상부 섹션의 바닥으로부터, 그리고 상부 섹션의 바닥을 따라 기판을 실질적으로 상승시키고 운반하기 위해 챔버에서 채널로 공급된다. 바닥은 경사질 수 있고, 예를 들면, 약 10°, 약 20°미만인 각도, 또는 약 1°내지 약 5°의 범위 내의 각도로 경사질 수 있어서, 기판이 채널의 제 1 말단에서 채널의 제 2 말단으로 이동하고 떠오르게 하도록 한다.
일 실시예에서, 상부 섹션은 바닥에 인접한 레일들의 쌍을 통하여 배치된 복수의 개구부들을 가진다. 기체는 상부 섹션의 채널을 따라 이동하는 기판을 실질적으로 중심에 위치시키기 위해, 복수의 개구부들을 통하여 공급된다. 바닥은 또한 테이퍼화된 프로파일 및/또는 도관도 포함할 수 있고, 상기 테이퍼화된 프로파일 및/또는 도관을 통하여 기체는 상부 섹션의 채널을 따라 이동하는 기판을 실질적으로 중심에 위치시키기 위해 각각 동작가능하게 공급된다. 도관은 v-형을 가질 수 있고/있거나, 기판은 상부 섹션의 채널을 따라 이동하는 기판을 실질적으로 중심에 위치시키기 위해 동작가능한 기판의 하부면을 따라 배치된 기체 쿠션을 수용하는 노치(예를 들면, v-형)를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 트랙 어셈블리는 채널로 기판들을 자동으로 도입시키기 위해 동작가능한 컨베이어 및/또는 채널로부터 기판들을 자동으로 회수시키기 위해 동작가능한 리트리버를 포함할 수 있다. 주입 라인은, 바닥을 통한 챔버에 기체를 공급하여, 상부 섹션의 바닥에 따라 기판을 실질적으로 떠오르게 하도록, 하부 섹션에 연결될 수 있거나 하부 섹션을 구비할 수 있다. 상부 섹션은 상판과 같은 반응기 덮개 어셈블리를 수용하기 위해 동작가능한 레일들에 인접한 오목부들을 더 포함할 수 있다. 트랙 어셈블리는 트로프를 포함할 수 있고, 상기 트로프에는 상부 섹션 및 하부 섹션이 안착된다. 트로프는 석영, 몰리브덴, 또는 스테인리스 강철로 형성된다.
일 실시예에서, CVD 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 갈륨 비소 기판 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 형성하는 단계, 버퍼 층 상에 알루미늄 비소 희생 층을 형성하는 단계, 및 희생 층 상에 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 패시베이션 층 상에 갈륨 비소 활성 층(예를 들면, 약 1,000 ㎚ 두께)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 활성 층 상에 인 갈륨 비소 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 기판으로부터 활성 층을 분리시키기 위해 희생 층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 알루미늄 비소 희생 층은 식각 용액에 노출될 수 있으면서, 갈륨 비소 활성 층은 엑피택셜 리프트 오프 공정 동안 기판으로부터 분리된다. 방법은 그 후의 CVD 공정 동안 기판 상에 추가적인 다층 물질들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 버퍼 층은 약 300 ㎚의 두께일 수 있고, 패시베이션 층은 약 30 ㎚의 두께일 수 있고/있거나, 희생 층은 약 5 ㎚의 두께일 수 있다.
일 실시예에서, CVD 시스템을 사용하여 기판 상에 다수의 엑피택셜 층들을 형성하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 시스템의 입구에서 기판을 가이드 경로로, 예를 들면 채널로 도입시키면서, 입구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 하는 단계, 제 1 엑피택셜 층을 기판 상에 적층시키는 단계(이때 기판은 시스템의 채널을 따라 이동됨), 제 2 엑피택셜 층을 기판 상에 적층시키는 단계(이때 기판은 시스템의 채널을 따라 이동됨), 제 1 증착 단계와 제 2 증착 단계 사이의 기체의 혼합을 방지하는 단계, 및 시스템의 출구에서 채널로부터 기판을 회수하는 단계, 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 하는 단계를 포함한다. 방법은 제 1 엑피택셜 층을 증착하기 전에, 기판을 가열하는 단계, 제 1 및 제 2 엑피택셜 층들이 기판 상에 증착될 시에 기판의 온도를 유지시키는 단계, 및/또는 제 2 엑피택셜 층을 증착시킨 후에 기판을 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 기판은 시스템의 채널을 따라 실질적으로 떠오를 수 있다. 제 1 엑피택셜 층은 알루미늄 비소를 포함할 수 있고/있거나, 제 2 엑피택셜 층은 갈륨 비소를 포함할 수 있다. 방법은 기판 상에 인 갈륨 비소 층을 증착시키는 단계, 및/또는 엑피택셜 층들의 증착 동안 약 300℃ 내지 약 800℃의 범위 내의 온도로 기판을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 기판의 중심 온도 내지 에지 온도는 서로 10℃ 내일 수 있다.
일 실시예에서, CVD 반응기는 제공되고, 상기 CVD 반응기는 몸체를 가진 덮개 어셈블리, 및 몸체 및 상기 몸체의 길이 방향 축을 따라 위치된 가이드 경로를 가진 트랙 어셈블리를 포함한다. 덮개 어셈블리의 몸체 및 트랙 어셈블리의 몸체는 상기 덮개 어셈블리의 몸체와 상기 트랙 어셈블리의 몸체 사이에서 갭을 형성하기 위해 함께 연결되고, 이때 상기 갭은 기판을 수용하기 위해 구성된다. 반응기는 복수의 가열 램프들을 포함한 가열 어셈블리를 더 포함하고, 상기 복수의 가열 램프들은 트랙 어셈블리를 따라 배치되고, 기판이 가이드 경로를 따라 이동할 시에 기판을 가열하기 위해 동작가능하다. 반응기는 트랙 어셈블리 지지부를 더 포함할 수 있고, 트랙 어셈블리는 트랙 어셈블리 지지부에 배치된다. 트랙 어셈블리의 몸체는 몸체의 길이 방향 축 내에서, 그리고 상기 길이 방향 축을 따라 연장된 기공, 및 기공에서 가이드 경로의 상부면으로 연장되고 가이드 경로를 따라 기체 쿠션을 공급하기 위해 구성된 복수의 포트들을 포함할 수 있다. 트랙 어셈블리의 몸체는 석영을 포함할 수 있다. 덮개 어셈블리의 몸체는 가이드 경로에 유체 전달을 제공하기 위해 구성된 복수의 포트들을 포함할 수 있다. 가열 어셈블리는 기판에 걸친 온도 차이를 유지하기 위해 동작가능할 수 있고, 이때 온도 차이는 10℃ 미만이다. 일 실시예에서, CVD 반응기는 대기압 CVD 반응기이다.
일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은 시스템의 입구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 동작가능한 입구 아이솔레이터, 시스템의 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 동작가능한 출구 아이솔레이터, 및 입구 아이솔레이터와 출구 아이솔레이터 사이에 배치된 중간 아이솔레이터를 포함한다. 시스템은 입구 아이솔레이터에 인접하게 배치된 제 1 증착 영역 및 출구 아이솔레이터에 인접하게 배치된 제 2 증착 영역을 더 포함할 수 있다. 중간 아이솔레이터는 증착 영역들 사이에서 배치되고, 제 1 증착 영역과 제 2 증착 영역 사이에서 기체의 혼합을 방지하기 위해 동작가능하다. 기체는 제 1 증착 영역으로부터 기체의 역 확산을 방지하기 위해 제 1 유량으로 입구 아이솔레이터로 주입되고, 기체는 제 1 증착 영역과 제 2 증착 영역 사이에서 기체의 역 혼합을 방지하기 위해 제 1 유량으로 중간 아이솔레이터로 주입되고/주입되거나, 기체는 시스템의 출구에서 시스템에 오염물이 들어가지 못하도록 제 1 유량으로 출구 아이솔레이터로 주입된다. 배출부는 각각의 아이솔레이트에 인접하게 배치되고, 아이솔레이터에 의해 주입된 기체를 배출시키기 위해 동작가능하고/동작가능하거나, 각각의 증착 영역에 인접하게 배치되고, 증착 영역들에 주입된 기체를 배출시키기 위해 동작가능할 수 있다.
일 실시예에서, CVD 시스템은 제공되고, 상기 CVD 시스템은 하우징, 하우징에 의해 둘러싸인 트랙을 포함하고, 이때 트랙은 CVD 시스템을 통하여 기판을 가이드하기 위해 구성된 가이드 경로, 및 가이드 경로를 따라 기판을 이동시키는 기판 캐리어를 포함하고, 트랙은 가이드 경로를 따라 기판 캐리어를 레비테이팅하기 위해 동작가능하다. 트랙은 기체 쿠션을 가이드 경로에 공급하기 위해 동작가능한 복수의 개구부들을 포함할 수 있다. 기체 쿠션은 트랙의 바닥으로부터 기판 캐리어를 상승시키기 위해 기판 캐리어의 하부면에 가해진다. 트랙은, 가이드 경로를 따라 배치되고 트랙의 가이드 경로를 따라 기판 캐리어를 실질적으로 중심에 위치시키기 위해 동작가능한 도관을 포함할 수 있다. 기체 쿠션은 트랙의 바닥으로부터 기판 캐리어를 실질적으로 상승시키기 위해 기판 캐리어의 하부면에 도관을 통하여 공급될 수 있다. 트랙은, 기판이 가이드 경로의 제 1 말단에서 가이드 경로의 제 2 말단으로 이동하도록 경사질 수 있다. 시스템은 복수의 가열 램프들을 포함한 가열 어셈블리를 포함할 수 있고, 상기 복수의 가열 램프들은 트랙을 따라 배치되고, 기판이 가이드 경로를 따라 이동할 시에 기판을 가열시키기 위해 동작가능하다.
이러한 반응기들의 CVD 반응기들, 챔버들, 시스템들, 영역들 및 유도체들은 본원의 실시예들에서 기술된 바와 같이, 웨이퍼들 또는 기판들 상의 분류 물질을 형성하기 위해 다양한 CVD 및/또는 엑피택셜 증착 공정들에 사용될 수 있다. 일 실시예에서, Ⅲ 족 중 적어도 하나의 원소(예를 들면, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 또는 인듐) 및 Ⅴ 족 중 적어도 하나의 원소(예를 들면, 질소, 인, 비소, 또는 안티몬)를 포함하는 Ⅲ/Ⅴ 족 물질은 웨이퍼 상에서 형성되거나 증착될 수 있다. 증착된 물질의 예들은 갈륨 질화물, 인듐 인화물, 인듐 갈륨 인화물, 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, 이들의 알루미늄 비소 유도체, 이들의 합금, 이들의 다층들, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 증착된 물질은 엑피택셜 물질일 수 있다. 증착된 물질 또는 엑피택셜 물질은 층을 포함할 수 있지만, 그러나 일반적으로 다층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 엑피택셜 물질은 갈륨 비소를 가진 층, 알루미늄 갈륨 비소를 가진 또 다른 층을 포함한다. 또 다른 예에서, 엑피택셜 물질은 갈륨 비소 버퍼 층, 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층, 및 갈륨 비소 활성 층을 포함한다. 갈륨 비소 버퍼 층은 약 100 ㎚ 내지 약 500 ㎚의 범위 내의 두께, 예를 들면, 약 300 ㎚의 두께를 가질 수 있고, 알루미늄 비소 희생 층은 약 1 ㎚ 내지 약 20 ㎚의 범위 내의 두께, 예를 들면, 약 5 ㎚의 두께를 가질 수 있고, 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층은 약 10 ㎚ 내지 약 50 ㎚의 범위 내의 두께, 예를 들면, 약 30 ㎚의 두께를 가질 수 있고, 갈륨 비소 활성 층은 약 500 ㎚ 내지 약 2,000 ㎚의 범위 내의 두께, 예를 들면, 약 1,000 ㎚의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 엑피택셜 물질은 제 2 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 더 포함한다.
일 실시예에서, CVD 반응기들, 챔버들, 시스템들, 영역들에서 사용된 공정 기체는 아르신, 아르곤, 헬륨, 질소, 수소, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 예에서, 공정 기체는 비소 전구체, 예를 들면, 아르신을 포함한다. 다른 실시예들에서, 제 1 전구체는 알루미늄 전구체, 갈륨 전구체, 인듐 전구체, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있고, 제 2 전구체는 질소 전구체, 인 전구체, 비소 전구체, 안티몬 전구체 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
대안적인 실시예에서, CVD 시스템(2000)은, 도 20에 도시된 바와 같이, 선형 경로에서 차례로 배치된 복수의 샤워헤드들(2010)을 포함한다. 샤워헤드들(2010)은 보다 큰 샤워헤드의 효과를 만들어내기 위해, 예를 들면, 큰 성장 영역 또는 큰 증착 영역을 형성하기 위해 함께 타일화될 수 있다(tiled). 다수의 웨이퍼들(2002)은 증착 공정들 동안 플래터(platter)(2004) 상에 위치된다. 웨이퍼들(2002)은 또한 샤워헤드(2010) 사이의 심들(seams)로부터 완전하게 위치하기 위해 타일화된 패턴으로 위치될 수도 있다. 일 공정 실시예에서, CVD 시스템(2000)은 흐름 속도를 감소시키기 위해, 샤워헤드들(2010)의 타일들 사이에서, 예를 들면, 배기 포트들(2014 및 2016) 사이에서 배출될 수 있다. CVD 시스템(2000)은 또한 배기 포트(2012 및 2018)에서 배출될 수도 있다.
또 다른 대안적인 실시예에서, CVD 시스템(2100)은 도 21에 도시된 바와 같이, 히트-업 영역(2120), 성장 영역(2130) 및 선형 경로를 따른 쿨-다운 영역(2140)을 포함한다. 샤워헤드들(미도시)은 일반적으로 성장 영역(2130) 내에 배치된다. 다수의 웨이퍼들(2102)은 각각의 공정 영역 내에서, 예를 들면, 히트-업 영역(2120), 성장 영역(2130) 및 쿨-다운 영역(2140) 내에서 각각의 플래터(2104) 상에서 위치된다. 플래터(2104)는 웨이퍼들(2102)의 각 그룹 주위에서 - "포켓" - 예를 들면 공정 영역(2110)을 형성하기 위해 상승된 에지들(2106)을 포함한다. 공정 영역들(2110)은 각각의 공정 영역들 내의 반-둘러싼 환경(semi-enclosed environment)에서 웨이퍼들(2102)을 유지시킨다. 플래터들(2104)은 가열기, 냉각기, 및 온도 조정 시스템(미도시)을 포함한 플랫폼(2108) 상에 배치된다. 그러므로, 각각의 히트-업 영역(2120), 성장 영역(2130), 및 쿨-다운 영역(2140)에 대한 온도는 플랫폼(2108)에 의해 독립적으로 제어되고 조정될 수 있다.
CVD 시스템(2100)은 격리를 위해 성장 영역보다 폭이 매우 좁은 갭을 구비하고 역-흐름 격리(back-flow isolation)에 필요한 총 유량을 감소시킨다. 일 공정 실시예에서, 히트-업 영역(2120) 및 성장 영역(2130)은 이들 사이에서 격리 배기 포트(2114)에 의해 분리될 수 있고, 이와 유사하게 성장 영역(2130) 및 쿨-다운 영역(2140)은 격리 배기 포트(2116)에 의해 분리될 수 있다.
상술된 것이 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 실시예 및 추가적인 실시예는 본 발명의 기본적인 권리 범위로부터 벗어남 없이 고안될 수 있고, 본 발명의 권리 범위는 다음의 청구항에 의해 결정된다.

Claims (32)

  1. 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법에 있어서,
    증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 전진시키는 단계(이때 상기 증착 시스템은 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 및 제 4 증착 영역을 포함함);
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 패시베이션 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 패시베이션 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계; 및
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 증착 영역으로 전진하기 전에, 히트-업 영역 내의 소정의 온도로 각각의 웨이퍼들을 가열시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 약 50℃ 내지 약 750℃의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 약 100℃ 내지 약 350℃의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 갈륨 비소 활성 층을 증착시킨 다음에, 각각의 웨이퍼들을 쿨-다운 영역으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 쿨-다운 영역에서 약 18℃ 내지 약 30℃의 범위 내의 소정의 온도로 각각의 웨이퍼들을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼들은 상기 제 1 증착 영역에 들어가기 전에, 히트-업 영역을 통해 지나가고, 상기 웨이퍼들은 상기 제 4 증착 영역에서 빠져나간 다음에 쿨-다운 영역을 통해 지나가는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 히트-업 영역, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 증착 영역들, 및 쿨-다운 영역은 공통 선형 경로를 공유하고, 상기 웨이퍼들은 상기 증착 시스템 내에서 상기 공통 선형 경로를 따라 연속적으로 그리고 수평으로 전진하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    각각의 증착 영역들 사이에서 기체 커튼을 형성하기 위해, 각각의 증착 영역들 사이에서 적어도 하나의 기체를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기체는 수소, 아르신, 수소 및 아르신의 혼합물, 질소, 아르곤 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기체는 수소 및 아르신의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    제 5 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 함유 층을 증착시키는 단계,
    제 4 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계,
    제 3 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 패시베이션 층을 증착시키는 단계,
    제 2 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 희생 층을 증착시키는 단계, 및
    제 1 증착 영역 내의 제 5 웨이퍼 상에 버퍼 층을 증착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 갈륨 함유 층은 인 갈륨 비소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼들은 갈륨 비소 웨이퍼들인 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  15. 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법에 있어서,
    증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 전진시키는 단계(이때 상기 증착 시스템은 히트-업 영역, 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 제 4 증착 영역 및 쿨-다운 영역을 포함함);
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 갈륨 비소 활성 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 알루미늄 비소 희생 층을 증착시키는 단계; 및
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 갈륨 비소 버퍼 층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  16. 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법에 있어서,
    증착 시스템을 통하여 복수의 웨이퍼들을 연속적으로 전진시키는 단계(이때 상기 증착 시스템은 제 1 증착 영역, 제 2 증착 영역, 제 3 증착 영역, 및 제 4 증착 영역을 포함함);
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 3 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 4 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 4 물질 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 3 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계;
    상기 제 2 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계; 및
    상기 제 1 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 물질 층, 상기 제 2 물질 층, 상기 제 3 물질 층, 및 상기 제 4 물질 층은 동일한 성분을 가지는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    각각의 제 1 물질 층, 제 2 물질 층, 제 3 물질 층, 및 제 4 물질 층은 서로 다른 성분을 가지는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    각각의 제 1 물질 층, 제 2 물질 층, 제 3 물질 층, 및 제 4 물질 층은 비소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    제 5 증착 영역 내의 제 1 웨이퍼 상에 제 5 물질 층을 증착시키는 단계,
    제 4 증착 영역 내의 제 2 웨이퍼 상에 제 4 물질 층을 증착시키는 단계,
    제 3 증착 영역 내의 제 3 웨이퍼 상에 제 3 물질 층을 증착시키는 단계,
    제 2 증착 영역 내의 제 4 웨이퍼 상에 제 2 물질 층을 증착시키는 단계, 및
    제 1 증착 영역 내의 제 5 웨이퍼 상에 제 1 물질 층을 증착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 증착 영역으로 전진하기 전에, 히트-업 영역 내의 소정의 온도로 각각의 웨이퍼들을 가열시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 약 50℃ 내지 약 750℃의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 약 100℃ 내지 약 350℃의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    각각의 웨이퍼들은 약 2 분 내지 약 6 분의 범위 내의 구간 동안 소정의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 구간은 약 3 분 내지 약 5 분의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  26. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 4 물질 층을 증착시킨 다음에, 각각의 웨이퍼들을 쿨-다운 영역으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 쿨-다운 영역에서 소정의 온도로 각각의 웨이퍼들을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 약 18℃ 내지 약 30℃의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    각각의 웨이퍼들은 약 2 분 내지 약 6 분의 범위 내의 구간 동안 소정의 온도로 냉각되는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 구간은 약 3 분 내지 약 5 분의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  31. 제 16 항에 있어서,
    상기 웨이퍼들은 상기 제 1 증착 영역에 들어가기 전에, 히트-업 영역을 통해 지나가고, 상기 웨이퍼들은 상기 제 4 증착 영역에서 빠져나간 다음에 쿨-다운 영역을 통해 지나가는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 히트-업 영역, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 증착 영역들, 및 쿨-다운 영역은, 상기 웨이퍼들이 상기 증착 시스템 내에서 일 방향을 따라 연속적으로 그리고 수평으로 이동하는 공통 선형 경로를 공유하는 것을 특징으로 하는, 연속적인 화학 기상 증착 공정 동안 다층 물질을 형성하는 방법.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100209082A1 (en) * 2008-05-30 2010-08-19 Alta Devices, Inc. Heating lamp system
EP2281300A4 (en) * 2008-05-30 2013-07-17 Alta Devices Inc METHOD AND DEVICE FOR A CHEMICAL STEAM SEPARATION REACTOR
US9169554B2 (en) * 2008-05-30 2015-10-27 Alta Devices, Inc. Wafer carrier track
US8852696B2 (en) * 2008-05-30 2014-10-07 Alta Devices, Inc. Method for vapor deposition
US20100212591A1 (en) * 2008-05-30 2010-08-26 Alta Devices, Inc. Reactor lid assembly for vapor deposition
US8859042B2 (en) * 2008-05-30 2014-10-14 Alta Devices, Inc. Methods for heating with lamps
US20100206229A1 (en) * 2008-05-30 2010-08-19 Alta Devices, Inc. Vapor deposition reactor system
KR20110069851A (ko) * 2008-10-10 2011-06-23 알타 디바이씨즈, 인크. 기상증착을 위한 동심형 샤워헤드
WO2010107837A2 (en) 2009-03-16 2010-09-23 Alta Devices, Inc. Wafer carrier track
US9127364B2 (en) 2009-10-28 2015-09-08 Alta Devices, Inc. Reactor clean
WO2011109560A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-09 Alta Devices, Inc. Epitaxial lift off systems and methods
US8865259B2 (en) * 2010-04-26 2014-10-21 Singulus Mocvd Gmbh I.Gr. Method and system for inline chemical vapor deposition
US20120225206A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-06 Applied Materials, Inc. Apparatus and Process for Atomic Layer Deposition
JP2014523479A (ja) * 2011-06-09 2014-09-11 シンギュラス エムオーシーヴィディー ゲーエムベーハー イー．ゲール． インライン式の化学気相成長の方法及びシステム
US20120318457A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 Son Nguyen Materials and coatings for a showerhead in a processing system
US9994936B2 (en) * 2011-08-15 2018-06-12 Alta Devices, Inc. Off-axis epitaxial lift off process
US9644268B2 (en) 2011-08-31 2017-05-09 Alta Devices, Inc. Thermal bridge for chemical vapor deposition reactors
US9212422B2 (en) 2011-08-31 2015-12-15 Alta Devices, Inc. CVD reactor with gas flow virtual walls
US10066297B2 (en) 2011-08-31 2018-09-04 Alta Devices, Inc. Tiled showerhead for a semiconductor chemical vapor deposition reactor
US9175393B1 (en) 2011-08-31 2015-11-03 Alta Devices, Inc. Tiled showerhead for a semiconductor chemical vapor deposition reactor
KR102104688B1 (ko) * 2012-04-19 2020-05-29 인테벡, 인코포레이티드 태양 전지 제조를 위한 이중 마스크 장치
US10062600B2 (en) 2012-04-26 2018-08-28 Intevac, Inc. System and method for bi-facial processing of substrates
MY170824A (en) 2012-04-26 2019-09-04 Intevac Inc System architecture for vacuum processing
US9267205B1 (en) 2012-05-30 2016-02-23 Alta Devices, Inc. Fastener system for supporting a liner plate in a gas showerhead reactor
US9105286B2 (en) 2013-07-30 2015-08-11 HGST Netherlands B.V. Method using epitaxial transfer to integrate HAMR photonic integrated circuit (PIC) into recording head wafer
MY183097A (en) 2014-08-05 2021-02-13 Intevac Inc Implant masking and alignment system with rollers
US9799511B2 (en) * 2015-05-02 2017-10-24 Applied Materials, Inc. Methods for depositing low k and low wet etch rate dielectric thin films
US10932323B2 (en) 2015-08-03 2021-02-23 Alta Devices, Inc. Reflector and susceptor assembly for chemical vapor deposition reactor
JP7437186B2 (ja) * 2020-02-26 2024-02-22 Ｊｓｗアクティナシステム株式会社 浮上搬送装置、及びレーザ処理装置
CN113422290B (zh) * 2021-08-24 2024-05-14 度亘激光技术（苏州）有限公司 半导体结构钝化方法及设备
CN116936421B (zh) * 2023-09-15 2023-12-01 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 晶圆生产设备和晶圆生产工艺

Family Cites Families (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993533A (en) 1975-04-09 1976-11-23 Carnegie-Mellon University Method for making semiconductors for solar cells
DE3177084D1 (en) 1980-04-10 1989-09-21 Massachusetts Inst Technology Method of producing sheets of crystalline material
US4445965A (en) 1980-12-01 1984-05-01 Carnegie-Mellon University Method for making thin film cadmium telluride and related semiconductors for solar cells
US4883561A (en) 1988-03-29 1989-11-28 Bell Communications Research, Inc. Lift-off and subsequent bonding of epitaxial films
US4846931A (en) 1988-03-29 1989-07-11 Bell Communications Research, Inc. Method for lifting-off epitaxial films
US5074736A (en) * 1988-12-20 1991-12-24 Texas Instruments Incorporated Semiconductor wafer carrier design
US5073230A (en) 1990-04-17 1991-12-17 Arizona Board Of Regents Acting On Behalf Of Arizona State University Means and methods of lifting and relocating an epitaxial device layer
US5122852A (en) 1990-04-23 1992-06-16 Bell Communications Research, Inc. Grafted-crystal-film integrated optics and optoelectronic devices
US5201996A (en) 1990-04-30 1993-04-13 Bell Communications Research, Inc. Patterning method for epitaxial lift-off processing
US5124278A (en) * 1990-09-21 1992-06-23 Air Products And Chemicals, Inc. Amino replacements for arsine, antimony and phosphine
US5206749A (en) 1990-12-31 1993-04-27 Kopin Corporation Liquid crystal display having essentially single crystal transistors pixels and driving circuits
US5256562A (en) 1990-12-31 1993-10-26 Kopin Corporation Method for manufacturing a semiconductor device using a circuit transfer film
US5258325A (en) 1990-12-31 1993-11-02 Kopin Corporation Method for manufacturing a semiconductor device using a circuit transfer film
US5528397A (en) 1991-12-03 1996-06-18 Kopin Corporation Single crystal silicon transistors for display panels
US5221637A (en) 1991-05-31 1993-06-22 Interuniversitair Micro Elektronica Centrum Vzw Mesa release and deposition (MRD) method for stress relief in heteroepitaxially grown GaAs on Si
US5277749A (en) 1991-10-17 1994-01-11 International Business Machines Corporation Methods and apparatus for relieving stress and resisting stencil delamination when performing lift-off processes that utilize high stress metals and/or multiple evaporation steps
US5827751A (en) 1991-12-06 1998-10-27 Picogiga Societe Anonyme Method of making semiconductor components, in particular on GaAs of InP, with the substrate being recovered chemically
US5401983A (en) 1992-04-08 1995-03-28 Georgia Tech Research Corporation Processes for lift-off of thin film materials or devices for fabricating three dimensional integrated circuits, optical detectors, and micromechanical devices
US5465009A (en) 1992-04-08 1995-11-07 Georgia Tech Research Corporation Processes and apparatus for lift-off and bonding of materials and devices
US5286335A (en) 1992-04-08 1994-02-15 Georgia Tech Research Corporation Processes for lift-off and deposition of thin film materials
FR2690278A1 (fr) 1992-04-15 1993-10-22 Picogiga Sa Composant photovoltaïque multispectral à empilement de cellules, et procédé de réalisation.
FR2690279B1 (fr) 1992-04-15 1997-10-03 Picogiga Sa Composant photovoltauique multispectral.
JP3218414B2 (ja) 1992-07-15 2001-10-15 キヤノン株式会社 微小ティップ及びその製造方法、並びに該微小ティップを用いたプローブユニット及び情報処理装置
US5276345A (en) 1992-10-30 1994-01-04 California Institute Of Technology Composite GaAs-on-quartz substrate for integration of millimeter-wave passive and active device circuitry
US5344517A (en) 1993-04-22 1994-09-06 Bandgap Technology Corporation Method for lift-off of epitaxial layers and applications thereof
US5528719A (en) 1993-10-26 1996-06-18 Sumitomo Metal Mining Company Limited Optical fiber guide structure and method of fabricating same
GB9401770D0 (en) 1994-01-31 1994-03-23 Philips Electronics Uk Ltd Manufacture of electronic devices comprising thin-film circuits
US5411592A (en) * 1994-06-06 1995-05-02 Ovonic Battery Company, Inc. Apparatus for deposition of thin-film, solid state batteries
US5641381A (en) 1995-03-27 1997-06-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Preferentially etched epitaxial liftoff of InP material
DE19640594B4 (de) 1996-10-01 2016-08-04 Osram Gmbh Bauelement
US6291313B1 (en) 1997-05-12 2001-09-18 Silicon Genesis Corporation Method and device for controlled cleaving process
US6162705A (en) 1997-05-12 2000-12-19 Silicon Genesis Corporation Controlled cleavage process and resulting device using beta annealing
US6033974A (en) 1997-05-12 2000-03-07 Silicon Genesis Corporation Method for controlled cleaving process
US6548382B1 (en) 1997-07-18 2003-04-15 Silicon Genesis Corporation Gettering technique for wafers made using a controlled cleaving process
US6071795A (en) 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
DE19803013B4 (de) 1998-01-27 2005-02-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ablösen einer Epitaxieschicht oder eines Schichtsystems und nachfolgendem Aufbringen auf einen alternativen Träger
US6346459B1 (en) 1999-02-05 2002-02-12 Silicon Wafer Technologies, Inc. Process for lift off and transfer of semiconductor devices onto an alien substrate
US6504524B1 (en) 2000-03-08 2003-01-07 E Ink Corporation Addressing methods for displays having zero time-average field
US6387829B1 (en) 1999-06-18 2002-05-14 Silicon Wafer Technologies, Inc. Separation process for silicon-on-insulator wafer fabrication
FR2795865B1 (fr) 1999-06-30 2001-08-17 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'un film mince utilisant une mise sous pression
JP2003506883A (ja) 1999-08-10 2003-02-18 シリコン ジェネシス コーポレイション 低打ち込みドーズ量を用いて多層基板を製造するための劈開プロセス
US6263941B1 (en) 1999-08-10 2001-07-24 Silicon Genesis Corporation Nozzle for cleaving substrates
US6221740B1 (en) 1999-08-10 2001-04-24 Silicon Genesis Corporation Substrate cleaving tool and method
US6500732B1 (en) 1999-08-10 2002-12-31 Silicon Genesis Corporation Cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses
US6214733B1 (en) 1999-11-17 2001-04-10 Elo Technologies, Inc. Process for lift off and handling of thin film materials
US6352909B1 (en) 2000-01-06 2002-03-05 Silicon Wafer Technologies, Inc. Process for lift-off of a layer from a substrate
JP2001274528A (ja) 2000-01-21 2001-10-05 Fujitsu Ltd 薄膜デバイスの基板間転写方法
US6287891B1 (en) 2000-04-05 2001-09-11 Hrl Laboratories, Llc Method for transferring semiconductor device layers to different substrates
NL1016431C2 (nl) 2000-10-18 2002-04-22 Univ Nijmegen Werkwijze voor het scheiden van een film en een substraat.
US7045878B2 (en) 2001-05-18 2006-05-16 Reveo, Inc. Selectively bonded thin film layer and substrate layer for processing of useful devices
US7198671B2 (en) 2001-07-11 2007-04-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Layered substrates for epitaxial processing, and device
US7163826B2 (en) 2001-09-12 2007-01-16 Reveo, Inc Method of fabricating multi layer devices on buried oxide layer substrates
US6953735B2 (en) 2001-12-28 2005-10-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device by transferring a layer to a support with curvature
JP2004047691A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器
US20060024442A1 (en) * 2003-05-19 2006-02-02 Ovshinsky Stanford R Deposition methods for the formation of polycrystalline materials on mobile substrates
US7202141B2 (en) 2004-03-29 2007-04-10 J.P. Sercel Associates, Inc. Method of separating layers of material
US20060073276A1 (en) * 2004-10-04 2006-04-06 Eric Antonissen Multi-zone atomic layer deposition apparatus and method
US7229901B2 (en) 2004-12-16 2007-06-12 Wisconsin Alumni Research Foundation Fabrication of strained heterojunction structures
KR20080049705A (ko) 2005-06-08 2008-06-04 파이어콤스 리미티드 면방출 광학 장치
US7531470B2 (en) * 2005-09-27 2009-05-12 Advantech Global, Ltd Method and apparatus for electronic device manufacture using shadow masks
US7153761B1 (en) 2005-10-03 2006-12-26 Los Alamos National Security, Llc Method of transferring a thin crystalline semiconductor layer
US7638410B2 (en) 2005-10-03 2009-12-29 Los Alamos National Security, Llc Method of transferring strained semiconductor structure
US9070764B2 (en) 2008-05-30 2015-06-30 Alta Devices, Inc. Epitaxial lift off stack having a pre-curved handle and methods thereof
EP2281300A4 (en) 2008-05-30 2013-07-17 Alta Devices Inc METHOD AND DEVICE FOR A CHEMICAL STEAM SEPARATION REACTOR

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