优选实施方案的详述加以理解。
[0024] 发明概述
[0025] 本发明提供一种从内部反应室干式腐蚀不需要的沉积物以便在无需使反应器实 质停工或拆卸的情况下简单有效地除去沉积物的方法和材料。特别而言，本发明涉及亚硫 酰氯（S0C12)和相关材料用于M0CVD和ALD反应器的干式腐蚀（或干式清洁）以除去随时 间积聚的沉积物的用途。它可能尤其适合于M0CVD反应器，所述反应器用于制造高亮度LED 和基于III-V半导体的其他设备，所述半导体包括结合有一个或多个砷、氮和磷并含有一 种或多种铟、镓和错（In、Ga、Al)元素。
[0026] 本发明的特征包括热的干式清洁、UV活化干式清洁以及使用亚硫酰氯或相关非金 属卤化物（S0Cl2、S0Br2、C0Cl2、N0Cl、N0Br、S0Cl、S0Br纯净材料或诸如C0 和C12、N0 和Br2 的气体组合）来实现预期效果。可将诸如(：12或阶2的活性卤素添加到气体混合物中以提 高腐蚀/清洁的效力和/或效率。
[0027] 本发明的优点是仅仅使用纯化合物或气体混合物原位产生清洁化合物。新的过程 依赖于热或光活化来实现有效的干式腐蚀。
[0028] 在一个方面，本发明包括从化学反应室的内表面或从化学反应室内的基板清洁反 应产物沉积物的方法，包括以下步骤：将所述反应室加热到高温；将腐蚀剂气体引入反应 室，使腐蚀剂气体活化；允许在腐蚀剂气体与反应产物沉积物之间进行腐蚀反应以除去反 应产物沉积物而在所述反应室内无明显的腐蚀反应产物再沉积；以及与腐蚀反应的基本上 所有气体产物一起排出腐蚀剂气体。
[0029] 腐蚀剂气体可具有通式AOmXn，其中A选自由C、N和S组成的组；0是氧；X是卤素； 并且下标m和n大于零。或者，腐蚀剂气体可具有通式AOmXnYp，其中A选自由C、N和S组成 的组；0是氧；X和Y是不同卤素；并且下标m、n和p大于零。作为另一种选择，腐蚀剂气体 可具有通式AmXn，其中A选自由C、N和S组成的组；X是卤素；并且下标m和n大于零。
[0030] 在另一个方面，本发明包括在引入室之前产生腐蚀剂气体的另一步骤。这种产生 可以采取如此形式：使载气鼓泡通过多种液体化学组分，然后合并所得气体和/或混合两 种或更多种化学组分气体。或者或另外，在将腐蚀剂气体引入室之前，使载气鼓泡通过液体 化学组分以使所述液体化学组分挥发至所述腐蚀剂中。
[0031] 在另一方面，在将腐蚀剂气体引入反应室之前，本发明可包括经由将腐蚀剂气体 暴露在气体活化室中的活化机制而使腐蚀剂气体活化。所述气体活化机制可以是加热、紫 外光和等离子体放电中的任何一种或多种。或者，在将腐蚀剂气体引入反应室之后，可经由 将腐蚀剂气体暴露在热活化机制中而使它活化；所述热活化机制选自由以下组成的组：反 应室内的整体温度和反应室内的局部热源。
[0032] 在另一方面，腐蚀剂气体还可含有添加剂。添加剂可以是卤素气体，或它可具有通 式RX，其中R选自由H和Me组成的组；且X是卤素，选自由F、Cl、Br和I组成的组。
[0033] 上文意欲仅作为广泛概述并且仅为本发明的一些方面。它不欲定义本发明的限制 或要求。本发明的其他方面将参考优选实施方案的详述和权利要求来理解。
[0034] 附图简述
[0035] 本发明的优选实施方案将参考附图来描述，其中：
[0036] 图1是典型MOCVD反应器的图解剖视图；
[0037] 图2是气体活化室，其经由使流动通过室的腐蚀剂气体暴露于热、紫外光或等离 子体放电中用于使所述腐蚀剂气体活化；
[0038] 图3是实验装置，其用于演示在涂覆有MOVPE反应器中典型沉积物的材料的基板 上以热的方式活化的干式腐蚀；
[0039] 图4是实验装置，其用于演示在涂覆有MOVPE反应器中典型沉积物的材料的基板 上以热的方式活化的具有多种腐蚀剂组分的干式腐蚀；
[0040] 图5是实验装置，其用于演示在涂覆有MOVPE反应器中典型沉积物的材料的基板 上经紫外光活化的干式腐蚀；以及
[0041] 图6是实验装置，其用于演示使用根据本发明的试剂气体的混合物、以热的方式 活化的干式腐蚀。
[0042] 发明详述
[0043] 参考图1，典型的反应器包括反应室1，其中基座板2能够支撑一个或多个基板4。 一个或多个加热元件3可用来控制基座2的温度，根据需要将它保持在用于有效薄膜沉积 的适当范围内。反应性过程气体通过一条或多条进料管线9进入室1，并且经由喷散构件诸 如喷淋头5分配通过室1，所述喷淋头5包括下部板6,其具有多个孔7以将气体进料均匀 散布遍及室1。在沉积循环发生之后，可经由通过进料管线8供给的吹扫气体来吹扫所述 室。通过气体出口环10 (包括一个或多个孔11)经由除去气体来将所述室排空至气体排出 管线12,所述管线12可连接到真空泵和气体处置构件或再循环构件，取决于系统。
[0044] 在使用中，干式腐蚀过程包括加热整个反应室1至高温，通常在100°C和400°C之 间的范围，并提供腐蚀剂气体，该气体经由一条或多条过程气体进料管线9被引入反应室1 中。气体可通过气体分配机构诸如喷淋头5或经由气体进料管线8引入。腐蚀剂气体流过反 应室1，随后与任何生成的反应产物一起通过气体排出环10排出，并通过气体排出管线12 用泵抽出。在干式腐蚀循环过程中，反应室1中的气体压力通常保持在20mBar和lOOOmBar 之间（大气压力）。
[0045] 腐蚀剂气体优选被活化以增加自由基产生，从而加强腐蚀过程。这可以经由热活 化、紫外（UV)激发，或等离子体放电来实现，如图2中所示。腐蚀剂气体14通过入口 13进 入活化室。在活化室内，大量气体15暴露于活化能量源16,诸如加热器（热活化）、UV灯 (UV活化）或电离RF场（等离子体活化）。热活化可受MOVPE反应容器加热的影响，或腐 蚀剂气体可在加热室中预先加热，随后注入反应容器中。在UV或等离子体放电活化的情况 下，腐蚀气体在活化室被暴露于UV光或射频等离子体放电而活化，随后注入反应容器中。 被活化的气体通过出口 17离开活化室，并且进入M0CVD反应室1 (未显示）。
[0046] 腐蚀剂气体包含羰基、亚硫酰基或亚硝酰基（CO、SO或NO)与卤素：氯、溴或碘 (<：1、&~或1)化合。0)(：12、0)81'2、0)1 2、5012、50(：12、5081'2、502(：1 2、502&'2、勵(：1、勵81'、勵1、 S2C12、S2Br2、SC12、SBr2、SOCIBr、S0C1F和SOFBr是合适的腐蚀剂气体的例子。腐蚀剂气体 可来源于纯净材料，或可替代地经由单独的组分的组合而产生，诸如CO、S0、302或NO与C12、 1^2或12混合。腐蚀剂气体可以与诸如氩气、氮气或氢气的载气混合。在腐蚀剂组分在气 态可获得的情况下，可以直接从一个或多个气瓶供给腐蚀剂气体或它的组分。在腐蚀剂气 体组分通常为液态的情况下，所需气态优选经由以下方式实现：使载气鼓泡通过含有液体 腐蚀剂组分的容器，使液体组分挥发成腐蚀剂，从而生成载气与腐蚀剂蒸气的混合物。或 者，必要时，可加热液体化学组分直到它们气化，这时所述蒸气与载气结合并被引入反应室 1中。腐蚀剂气体可含有额外量的卤素以加强腐蚀。腐蚀剂气体可含有额外量的卤代甲烷、 卤化氢或其他卤素化合物以加强腐蚀。
[0047] 反应室内的腐蚀剂气体与含金属的沉积物反应，形成挥发性金属卤化物，它们用 腐蚀剂气体吹扫来除去。典型的反应包括金属氧化物与吹扫气体反应形成金属卤化物，其 中残余的氧与羰基/亚硫酰基/亚硝酰基结合。例如：
[0048] Ga203+3S0Br2- 2GaBr3+3S02
[0049] 2Ga203+6S0BrCl^GaClBr2+GaBrCl2+GaCl3+GaBr3+6S02
[0050] Ga203+3N0Br-GaBr3+3N02