TW201632256A - 化學氣相沉積反應器 - Google Patents

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聖高拜盧米洛格公司
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Abstract

本發明係關於一種第一及第二前驅氣體之化學氣相沉積反應器，該反應器包含：- 殼體，其包括上壁及下壁以及連接該上壁與該下壁之側壁，- 安裝在該殼體內之支撐物，其意欲容納至少一個基板，以及- 至少一個用於注射前驅氣體之系統，該系統包括包含沿軸線A-A'之主方向的至少一個用於該第一前驅氣體(41)之供應噴嘴的注射頭，該至少一個噴嘴包括：○前驅氣體供應管道(321)，及○輸出構件(322)，其產生圍繞該軸線A-A'具有實質上環形之渦流(44)。

Description

化學氣相沉積反應器
本發明係關於化學氣相沉積反應器之一般技術領域。
此類反應器例如用於製造基於週期表第13行及第15行之元素的半導體材料，諸如氮化鎵GaN。
本發明特別關於一種化學氣相沉積反應器，其用於藉由注射氣體前驅物製造元素13氮化物晶圓。
意欲可將此等晶圓用於製造諸如發光二極體(LED)或雷射二極體(LD)之半導體結構。
用於製造基於元素13氮化物之半導體材料的本發明方法依賴於化學氣相沉積技術，諸如以下沉積技術：- 「金屬有機氣相磊晶」(MOVPE)，- 「氫化物氣相磊晶」(HVPE)，- 「密閉空間蒸汽輸送」(CSVT)等等。
為應用此等不同技術，一般使用氣相沉積反應器。
此反應器包含支撐物或「晶座」-意欲容納一個或若干個在上面製造半導體材料之初始基板。
為形成半導體材料，將前驅氣體噴射至反應器腔室中以便吹掃基板表面。此等前驅氣體在基板表面反應以形成一或若干層半導體材料。
為確保由此形成之半導體材料的優良品質效能，需要控制其組成。特別地，均一層之產生藉由前驅氣體在基板上方之層流調節。
目前，前驅氣體可一起反應且沉積在反應器之不適合區域，諸如腔室壁或前驅氣體供應噴嘴之出口。
此類沉積可誘發供應噴嘴之部分或全部堵塞，使得難以控制前驅氣體流動且因此使所得半導體材料的品質降級。
文獻US2008/0163816描述一種反應器，其包括用於注射前驅氣體之系統以藉由氣相沉積法產生AlN層，從而使藉由在基板上形成之膜施加之壓力均勻化。該噴射系統包括定位在基板上方之「注射淋浴器」(提及為15)。截頭錐形之淋浴器經由上部中之管道(提及為14)供應。其在下部中包含大量噴射器(提及為15b)。然而，此類反應器不適於沉積氮化鎵，因為用於形成氮化鎵層之前驅氣體(亦即氯化鎵及氨氣)的反應性高。
文獻EP 0 687 749描述一種裝置，其中兩種前驅氣體分開注射在基板正上方，以促進前驅氣體之混合物的均質性且獲得優良品質之氮化鎵層。此等氣體尤其為三乙基鎵或三甲基鎵及氨氣。由此描述之裝置包括冷卻殼體(提及為20)，其可避免在沉積前過強反應。此組態旨在改良前驅氣體之混合物均質性的控制(參見EP 0 687 749之第4頁第6欄第3行至第25行)。此類包括冷卻殼體之裝置：- 當注射裝置在殼體處於極高溫(>700℃)下之區域中時，難以或甚至不可能應用，- 昂貴，且- 耗能。
另一注射裝置描述於WO 2008/064083中。該文獻提出藉由HVPE在加熱至1,000℃之基板上製備GaN層。吹掃氣體，在此情況下氮氣，相對於基板橫向推動。第一前驅氣體，亦即氯化鎵，作為二聚體 提供在第一管(提及為323)中且通向填充有碳化矽SiC珠粒之漏斗(提及為325)，其溫度為約800℃以將第一前驅氣體分解成單體。分解成單體之第一前驅氣體接著維持在超過600℃之溫度下以避免再形成二聚體，且傳送遠至狹槽(提及為329)(參見第23頁最後一段及第24頁第一段；圖4至圖6)。第二前驅氣體，在此情況下氨氣，分開注射穿過管(提及為519)。前驅氣體偶然吹入，以遵循非紊流條件且與基板之距離足夠大，使得其溫度為約400至500℃，以避免少量沉積在注射裝置中。此類注射裝置之缺點為前驅氣體溫度之控制微妙，特別在產生大尺寸之半導體材料的情況下。
文獻FR 2957939描述一種用於注射氣體至處理腔室之裝置。噴射器包含至少兩個相鄰噴射器。各噴射器包含含有複數個孔口以使氣體穿過之擴散板。第一氣體波引入至第一噴射器中。在處理腔室中，第一氣體波與基板反應，接著藉助於放電裝置自腔室淨化。接著第二氣體波引入至第二噴射器中，其與藉由第一次氣體注射留下之沉積物反應。
因此前驅氣體分開注射，不可能直接進行一層前驅氣體之混合物的沉積。因此脈衝/淨化步驟必須重複儘可能多次數，以獲得所需厚度的薄層，此導致生產力相對較低。
因此，需要更高生產力之裝置，從而可以更穩定之方式產生半導體材料之非常均勻薄片，特別為週期表元素13之氮化物材料之薄片，更尤其由GaN組成之大尺寸(四吋、六吋或八吋)薄片。
出於此目的，本發明提出一種第一及第二前驅氣體之化學氣相沉積反應器，該反應器包含：- 殼體，其包括上壁及下壁以及連接該上壁與該下壁之側壁，- 安裝在該殼體內之支撐物，其意欲容納至少一個基板，以及 - 至少一個用於注射前驅氣體之系統，該系統包括包含至少一個用於沿軸線A-A'之主方向供應該第一前驅氣體之噴嘴的注射頭，該至少一個噴嘴包括：○用於供應前驅氣體之管道，及○輸出構件，其產生圍繞軸線A-A'具有實質上環形之渦流。
在本發明之範疇內，「具有實質上環形之渦流」意謂大體環形漩渦，其中流體流主要圍繞甚至彎曲且圍繞軸線A-A'延伸之環旋轉。此類閉合迴路不必為平面且可分段具有不同曲率半徑。
產生圍繞軸線A-A'具有實質上環形之渦流允許前驅氣體在噴嘴出口附近再循環，從而避免材料藉由第一及第二前驅氣體之反應沉積在噴嘴出口附近。
實際上，不同於所預期，第一前驅氣體之局部再循環不產生任何傾向於抽吸第二前驅氣體之文丘里效應(Venturi effect)。
相反地，實際上，第一前驅氣體之「再循環迴路」將第二前驅氣體向後推，且因此避免在最靠近噴嘴出口處兩種氣體之間的反應。
根據本發明之反應器之較佳但非限制性態樣如下。
輸出構件可包含面對前驅氣體供應管道之上游端及沿主方向與上游端相對之下游端，上游端之截面尺寸小於下游端之截面尺寸。
出口構件之上游端與下游端部分之間的截面改變可產生圍繞供應噴嘴之出口的渦流。或者，輸出構件之上游端及下游端可具有相同截面，該輸出構件上游端與下游端之間包括環形收縮(或縮小)，此收縮使得噴出之氣體在快穿過環形收縮時產生局部加速度且在收縮之後立即產生渦流。
輸出構件可包括連接至氣體供應管道之出口的部件。或者，輸出構件及氣體供應管道可呈整體。特別地，輸出構件可包含與氣體供應管道同軸之凹槽。
此使得可獲得其中輸出構件之下游端與注射頭表面齊平之供應噴嘴。
凹槽宜包含圓柱形埋頭孔，該埋頭孔之直徑大於前驅氣體供應管道之直徑。
此可有助於注射頭之製造，噴嘴在其自由端之簡單鑽孔使得可形成輸出構件。
凹槽可包含沿主方向A-A'向外張開之部分。
此允許在供應噴嘴中限制可誘發壓力因渦流而下降之區域。
在一替代實施例中，凹槽亦可包括截頭錐形部分。
此使得可獲得其中流體之流動速度圍繞噴嘴出口均勻分佈之渦流。
在另一替代實施例中，凹槽可包括凹面部分，特別為具有環形片形狀。
此允許渦流中之流體旋轉之速度加速。
凹槽亦可包含具有不同形狀之部分的組合。
在一個實施例中，輸出構件之壁包含鉬塗層。此可保護輸出構件之壁避免沉積氮化鎵。
注射頭可用於引入沉積反應所需之前驅氣體中之單者。或者，注射頭可經佈置以允許引入不同前驅氣體。在此情況下，其可包含：- 複數個用於第一前驅氣體之第一供應噴嘴，- 複數個用於第二前驅氣體之第二供應噴嘴，該第一噴嘴與該第二噴嘴交替分佈在注射頭中。
藉由交替分佈第一噴嘴及第二噴嘴，可保證前驅氣體更均勻分佈在上面必須施加沉積之基板表面。
較佳地，輸出構件之最大截面尺寸大於氣體供應管道之最大截面尺寸，且輸出構件之最大截面尺寸與輸出構件之深度之間的比率在 0.1與10之間。此等尺寸更尤其適用於製造包括一個或若干個氮化鎵層之半導體材料。
本發明亦關於一種在如上所述之化學氣相沉積反應器中製造半導體材料之方法，該方法包含藉由以下施加之磊晶生長步驟：- 「金屬有機氣相磊晶」(或MOVPE)，- 「氫化物氣相磊晶」(或HVPE)，或- 「密閉空間蒸汽輸送」(或CSVT)。
本發明亦關於一種用於製造第一及第二前驅氣體之化學氣相沉積反應器的方法，該反應器包含：- 殼體，其包括下壁及上壁以及連接該上壁與該下壁之側壁，- 安裝在該殼體內之支撐物，其意欲容納至少一個基板，以及- 至少一個用於注射前驅氣體之系統，該系統包括包含至少一個沿軸線A-A'之主方向供應該第一前驅氣體之噴嘴的注射頭，該至少一個噴嘴包括前驅氣體供應管道，特徵在於該方法包含用於對噴嘴之輸出構件界定尺寸的階段，以確定輸出構件之幾何形狀，允許產生圍繞軸線A-A'具有實質上環形之渦流。
上述製造方法之較佳態樣但非限制性態樣如下：- 該界定尺寸階段可包含用於選擇供應噴嘴之一組幾何特徵的步驟，使得可獲得直徑實質上等於輸出構件深度之渦流，- 該界定尺寸階段亦可包含以下步驟：○接收與以下相關之參數：■供應噴嘴之操作條件，■意欲噴出之氣體的物理-化學特徵，○界定供應噴嘴之一組幾何特徵，○自所接收參數及自界定之該組幾何特徵將噴射器進行數值模 擬；○自模擬評估由輸出構件產生之渦流之幾何特徵；○比較渦流之直徑H與輸出構件之深度P。
1‧‧‧殼體
2‧‧‧支撐物
3‧‧‧噴射器
11‧‧‧上壁
12‧‧‧下壁
13‧‧‧側壁
21‧‧‧基板
31‧‧‧導管
32‧‧‧注射頭
33‧‧‧注射頭
41‧‧‧第一前驅氣體
42‧‧‧第二前驅氣體
43‧‧‧膜
44‧‧‧第一前驅氣體41之渦流
321‧‧‧前驅氣體供應管道
322‧‧‧第一輸出構件
323‧‧‧第二輸出構件
324‧‧‧球形部分
325‧‧‧具有平行六面體或圓柱形形狀之設備
326‧‧‧截頭錐形形狀之凹槽
327‧‧‧圓柱形部分
328‧‧‧截頭錐形部分
421‧‧‧供應噴嘴
A-A'‧‧‧軸線
P‧‧‧輸出構件之深度
S1‧‧‧氣體供應管道之截面
S2‧‧‧供應管道321之截面
根據本發明之反應器的其他優點及特徵將自作為非限制性實例給出的若干替代實施例之以下描述，自附圖變得更明顯，其中：- 圖1說明根據本發明之一示例性化學氣相沉積反應器，- 圖2說明先前技術之一示例性供應噴嘴，- 圖3說明根據本發明之一示例性供應噴嘴，- 圖4示意性說明供應噴嘴之輸出構件之各種替代物，- 圖5為根據本發明之注射頭之透視圖，- 圖6為注射頭及反應器支撐物之截面視圖，- 圖7為輸出構件之示意性截面圖，- 圖8示意性說明用於對注射頭之輸出構件界定尺寸之方法的步驟。
現將參考該等圖，更詳細地描述化學氣相沉積反應器之各種實例。在此等不同圖中，等效元件具有相同參考編號。
下文中，將參考氮化鎵GaN晶圓之製造描述本發明。
然而，對於熟習此項技術者，非常顯而易見下文描述之反應器可用於生長除氮化鎵GaN外之材料。
1. 通則
參考圖1，說明一種示例性化學氣相沉積反應器，其中注射氣體前驅物以允許GaN在例如藍寶石之基板上生長。
反應器包含容納支撐物2及噴射器3之殼體1。
殼體1為其中施加沉積之腔室。其可具有平行六面體或圓柱形形 狀(或其他形狀)且包含上壁11、下壁12及一個或若干個側壁13。
支撐物2包含意欲容納一個或若干個基板以生長氮化鎵GaN層之晶座。此生長藉由使兩種氣體-所謂的「氣體前驅物」在基板21之表面一起反應來獲得。
噴射器3經由入口孔通向殼體1內部。噴射器3可在殼體1內部傳送氣流，且特別是形成氮化鎵層所需之氣體前驅物中之至少一者。
噴射器3包含一個或若干個用於傳送氣流之導管31及一個或若干個注射頭32。注射頭32可用氣相之一種或若干種化學試劑吹掃位於支撐物2上之基板。
注射頭32可位於支撐物2上方，使得氣流在實質上垂直於支撐物2之頂面的方向上投射。或者(或作為組合)，注射頭33可位於支撐物2旁側，以便氣流在實質上平行於支撐物2頂面之方向上投射。
2. 根據本發明之反應器之特性 2.1 現存噴射器之問題
先前技術之噴射器之一缺點為氣體前驅物41、42往往會在供應噴嘴421一起反應。如圖2中所示，此反應誘發膜43在供應噴嘴421上形成，此膜部分或甚至全部阻擋供應噴嘴421。此可有損反應器中高品質組分之製造，因為難以控制殼體1中前驅氣體41、42之注射參數(諸如流速、濃度等)。
2.2 提出之解決方案
為解決此缺點，需要避免前驅氣體41、42在注射頭32、33之供應噴嘴反應。
為此，提出在各供應噴嘴中形成輸出構件322-328。此輸出構件322-328之功能係防止氣體前驅物41、42在供應噴嘴反應。
在圖3中所示之實施例中，各供應噴嘴因此包括：- 沿軸線A-A'延伸之氣體供應管道321，及 - 連接於氣體供應管道321末端之輸出構件322，該輸出構件322產生圍繞供應管道321具有實質上環形之渦流。
因此，若供應噴嘴噴射第一前驅氣體41至反應器之殼體1，則輸出構件322產生第一前驅氣體41之渦流44，此渦流44具有環形形狀且圍繞供應噴嘴之出口(軸線A-A')延伸。
各注射噴嘴包含產生噴出物質41之環形流動44之輸出構件322的實情可使噴出氣體前驅物41在噴嘴出口再循環。因此，局部(亦即接近供應噴嘴出口)，殼體1之氛圍富含噴出之前驅氣體41。
此可防止膜在供應噴嘴出口形成。
實際上，本發明者已發現氮化鎵膜之形成需要存在實質上同等比例之兩種氣體前驅物41、42：特別在相同數量級之濃度下。
在此情況下，產生第一噴出之前驅氣體41之紊流44的實情誘發氛圍局部富集第一噴出之前驅氣體41(且因此氛圍局部缺乏第二前驅氣體42)。第一前驅氣體41及第二前驅氣體42之局部濃度差異很大，後者不再在供應噴嘴出口一起反應。
藉此避免阻塞供應噴嘴之風險。當然，第一前驅氣體41及第二前驅氣體42繼續一起反應，但在足夠遠離供應噴嘴出口之區域43中，從而限制堵塞供應噴嘴之任何風險。
3. 輸出構件 3.1 輸出構件之替代物
輸出構件322-328可包括安裝在氣體供應管道321末端之部件。在此情況下，輸出構件322-328延伸且突出至注射頭32之外部。
或者，輸出構件322-328及供應管道321可呈整體。此允許限制構成注射頭32之部件的數目且因此有助於其製造。
輸出構件322-328可例如包括在氣體供應管道321之自由端製造的凹槽。藉此獲得與注射頭32齊平之輸出構件322-328開口。此允許限 制氮化鎵之非所需膜43能夠在上面沉積的壁之數目。
舉例來說，在圖3中說明之實施例中，輸出構件322包括實質上圓柱形埋頭孔。此埋頭孔藉由在氣體供應管道中，例如藉由鑽孔製得孔來獲得。
當輸出構件包括肩部時，其形狀可變化，特別視以下而定：- 用於製造輸出構件之機械加工類型，- 氣體供應管道321之形狀。
參考圖4，輸出構件可例如包括：具有凹面形狀之凹槽，例如為球形部分324，具有平行六面體或圓柱形形狀之設備325，截頭錐形形狀之凹槽326，- 具有包括先前形狀組合，例如由圓柱形部分327及截頭錐形部分328組成之複雜形狀的凹槽。
較佳各供應噴嘴之截面型態具有在供應管道與輸出構件之間的截面之突然改變。此可促進渦流在各供應噴嘴出口產生。因此，在軸向截面中具有階梯或凹壁形狀之輸出構件將為較佳。
有利地，可處理輸出構件之壁以限制後者上之成核風險。舉例來說，在一個實施例中，輸出構件經一個或若干個鉬層覆蓋(或者輸出構件可由鉬組成)。鉬實際上具有防止氮化且因此保護輸出構件免予形成氮化鎵膜之風險的特性。
3.2 輸出構件之尺寸
輸出構件之尺寸視不同參數且特別關於以下之參數而定：- 噴射器幾何形狀，- 供應噴嘴噴出之前驅氣體類型，- 噴射器使用條件(噴出之前驅氣體之流速、溫度......)等。
參考圖8，說明用於對供應噴嘴界定尺寸之輸出構件之方法的步 驟。此界定尺寸方法宜應用於製造如上所述之化學沉積反應器之方法的範疇內。
界定尺寸方法由以下組成：確定輸出構件之幾何形狀，允許產生足夠渦流，從而避免材料沉積在供應噴嘴出口附近。
值得注意地，界定尺寸方法可界定輸出構件之幾何特徵，使得可獲得渦流，渦流直徑實質上等於輸出構件之深度(亦即輸出構件沿軸線A-A'之尺寸)。
該界定尺寸方法可包含以下步驟：a)接收(410)與以下相關之參數：○供應噴嘴之操作條件，諸如噴出氣體(es)(特別前驅氣體、載氣等)之壓力、溫度及質量流率，○噴出氣體(es)之物理-化學特徵(熱解、黏度等)；b)界定(420)注射頭及特別是相關供應噴嘴之一組幾何特徵，該等幾何特徵例如與以下相關：○氣體供應管道之截面S1，○輸出構件之長度-亦即沿垂直於軸線A-A'之方向的最大尺寸(或在埋頭孔之情況下截面S2)，○輸出構件之深度P，c)將噴射器在其環境中自在步驟a)中接收之參數及自步驟b)中界定之該組幾何特徵進行數值模擬(430)；d)自該模擬評估(440)由輸出構件產生之渦流之幾何特徵；e)比較(450)渦流之直徑H與輸出構件之深度P，且○若直徑H等於深度P，則選擇(460)步驟b)中界定之該組幾何特徵且停止製程，○若直徑H不同於深度P，則針對不同於當前該組幾何特徵之新一組幾何特徵，重複方法之步驟b)至e)。
因此，輸出構件之尺寸可視供應噴嘴噴出之前驅氣體類型及/或氣體排出速度及/或氣體濃度等而變化。
此為當注射頭適用於注射兩種不同氣體前驅物至腔室時後者可包含不同尺寸之輸出構件的原因，如圖5及6中所示。
在此實施例中，注射頭包含：- 複數個用於供應第一前驅氣體41之第一噴嘴，- 複數個用於第二前驅氣體42之第二供應噴嘴，複數個第一供應噴嘴之各供應噴嘴包含供應通道321及第一輸出構件322。複數個第二供應噴嘴之各供應噴嘴包含供應通道321及第二輸出構件323。
第一輸出構件322及第二輸出構件323為圓柱形埋頭孔且具有不同尺寸。值得注意地，各第一輸出構件322之直徑及深度分別小於各第二輸出構件323之直徑及深度。
較佳地，第一及第二供應噴嘴交替定位在注射頭上。因此，各第一供應噴嘴沿注射頭之直徑與兩個第二供應噴嘴相鄰，如圖5中所示。此允許兩種前驅氣體更好地分佈在定位在反應器之支撐物上的基板表面。
3.3 對輸出構件界定尺寸
測試及模擬允許以最佳方式對各輸出構件界定尺寸。詳言之，在包括圓柱形凹槽之輸出構件之情況下，凹槽之深度P及截面S1可特別藉由考慮以下來估計：- 供應管道321之截面S2，- 噴出之前驅氣體的動態黏度，及- 在反應器之溫度及壓力條件下各氣體之流速。
因此，對於用於注射擴散在氫載氣中之氯化鎵的孔，其具有以下關係式： P=(2.95x10 -3 *(18*D GaCl +D H2 )-0.35)*[(S1/S2) 2 -S1/S2]
其中：- DGaCl為截面S2之噴射器中氯化鎵之質量流率，且- DH2為截面S2之噴射器中氫氣之質量流率。
對於用於注射擴散在氫載氣中之氨氣的孔，其具有以下關係式：P=(3.80x10 -3 *(8.33*D NH3 +D H2 )-0.45)*[(S1/S2) 2 -S1/S2]
其中：- DGaCl為截面S2之噴射器中氯化鎵之質量流率，且- DH2為截面S1之噴射器中氫氣質量流率。
因此，舉例而言，對於30sccm氨氣與10sccm氫氣之混合流速，可用供應管道具有直徑為2mm之圓形截面，藉由選擇4mm深度而在輸出構件擴大至4mm之截面的噴射器產生氣體之最佳再循環，腔室溫度為850與1,000℃之間。
較佳地，在圓形埋頭孔之情況下，當氣體供應管道321具有1與5毫米之間的直徑時，輸出構件直徑為2與10毫米之間且深度為4與20毫米之間。
讀者將瞭解可對上述反應器進行許多修改。
舉例來說，輸出構件之形狀不限於圓柱形或具有軸向對稱之形狀，後者可尤其為矩形或橢圓形等。
41‧‧‧第一前驅氣體
42‧‧‧第二前驅氣體
43‧‧‧膜
44‧‧‧第一前驅氣體41之渦流
321‧‧‧前驅氣體供應管道
322‧‧‧第一輸出構件
A-A'‧‧‧軸線

Claims (13)

  1. 一種第一及第二前驅氣體(41、42)之化學氣相沉積反應器，該反應器包含：殼體(1)，其包括上壁(11)及下壁(12)以及連接該上壁(11)與該下壁(12)之側壁(13)，安裝在該殼體(1)內之支撐物(2)，其意欲容納至少一個基板(21)，以及至少一個用於注射前驅氣體之系統(31、32)，該系統(31、32)包括包含複數個沿軸線A-A'之主方向的用於該第一前驅氣體(41)之第一供應噴嘴的注射頭(32)，噴嘴包括：前驅氣體供應管道(321)，及經界定尺寸以產生圍繞該軸線A-A'具有實質上環形之渦流(44)的輸出構件(322)。
  2. 如請求項1之反應器，其中該輸出構件包含面對該前驅氣體供應管道之上游端及沿該主方向與該上游端相對之下游端，該上游端之截面尺寸小於該下游端之截面尺寸。
  3. 如請求項1之反應器，其中該輸出構件包含與該氣體供應管道同軸之凹槽。
  4. 如請求項3之反應器，其中該凹槽包含圓柱形埋頭孔，該埋頭孔之直徑大於該前驅氣體供應管道之直徑。
  5. 如請求項3或4中任一項之反應器，其中該凹槽包含沿該主方向向外張開之部分。
  6. 如請求項3至5之反應器，其中該凹槽包括截頭錐形部分(326)。
  7. 如請求項3至6中任一項之反應器，其中該凹槽包括凹面部分，尤其呈環形片(324)形式。
  8. 如前述請求項中任一項之反應器，其中該輸出構件之該壁包含鉬塗層。
  9. 如前述請求項中任一項之反應器，其中該注射頭包含：複數個用於該第二前驅氣體之第二供應噴嘴(321、323)，該第一噴嘴及該第二噴嘴交替分佈在該注射頭中。
  10. 一種在如請求項1至9中任一項之化學氣相沉積反應器中製造半導體材料的方法，該方法包含藉由以下施加之磊晶生長步驟：「金屬有機氣相磊晶」(MOVPE)，「氫化物氣相磊晶」(HVPE)或「密閉空間蒸汽輸送」(CSVT)。
  11. 一種製造第一及第二前驅氣體(41、42)之化學氣相沉積反應器的方法，該反應器包含：殼體(1)，其包括上壁(11)及下壁(12)以及連接該上壁(11)與該下壁(12)之側壁(13)，安裝在該殼體(1)內之支撐物(2)，其意欲容納至少一個基板(21)，及至少一個用於注射前驅氣體之系統(31、32)，該系統(31、32)包括包含至少一個用於沿軸線A-A'之主方向供應該第一前驅氣體(41)之噴嘴的注射頭(32)，該至少一個噴嘴包括前驅氣體供應管道(321)：其特徵在於該方法包含用於對該噴嘴之輸出構件界定尺寸的階段，以確定該輸出構件之幾何形狀，允許產生圍繞該軸線A-A'具有實質上環形之渦流(44)。
  12. 如請求項11之製造方法，其中該界定尺寸階段包含選擇該供應噴嘴之一組幾何特徵，使得可獲得渦流的步驟，該渦流之直徑實質上等於該輸出構件之深度。
  13. 如請求項12之製造方法，其中該界定尺寸階段包含以下步驟：a)接收(410)與以下相關之參數：該供應噴嘴之操作條件，意欲噴出之該氣體的物理-化學特徵，b)界定(420)該供應噴嘴之一組幾何特徵，c)自該等所接收參數及自界定之該組幾何特徵將該噴射器進行數值模擬(430)；d)自該模擬評估(440)該輸出構件產生之該渦流之幾何特徵；e)比較(450)該渦流之直徑H與該輸出構件之深度P。
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