金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法
【专利说明】金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法
[0001]本申请是申请号为200980162274.8、申请日为2009年10月28日、发明名称为“金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法，且更为具体地，涉及一种能够控制多个分隔加热区的温度的金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法。
【背景技术】
[0003]氮化物材料作为制造发光器件的材料，是众所周知的。利用氮化物材料的发光器件主要具有其中在诸如蓝宝石的基板上依序叠置由GaN晶体制成的缓冲层、由η型GaN晶体制成的η型掺杂层、由InGaN制成的有源层以及由ρ型GaN制成的ρ型掺杂层的结构。而且，在一个金属有机化学汽相淀积设备室中依序叠置这些层。
[0004]然而，用于各个层的温度条件不同，且为了满足温度条件，每次在各个层生长时，都要有效控制温度条件。而且，如果在衬托器上固定多个晶片并执行工艺时，衬托器的整个区域的温度均匀性对工艺效率有显著影响。例如，如果用于形成η型掺杂层的温度为1200°C，则用于形成有源层的温度可以为700°C至900°C。此外，在多层有源层的情形下，将在700°C与900°C之间重复改变工艺温度。
【发明内容】
[0005]为了有效执行工艺并获得高质量发光器件，金属有机化学汽相淀积设备中的温度控制是极其重要的技术。如果有效地进行了该温度控制，则可以获得高效的发光器件。因此，本发明的目的是更为有效地执行金属有机化学汽相淀积设备的温度控制。
[0006]本发明提供一种金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法，其中可以在金属有机化学汽相淀积设备中的每一次外延工艺中有效地控制衬托器的温度。
[0007]根据本发明的金属有机化学汽相淀积设备包括:腔室；衬托器，可旋转地安装于该腔室内并被构造成具有至少一个固定于其中的衬底；多个加热器，被构造成加热衬托器并具有它们独立被控的温度；气体喷射器，放置于衬托器上方且被构造成朝向衬托器喷射III族气体和V族气体；多个温度探测传感器，放置于衬托器的一侧上且被构造成测量通过各加热器加热的加热区的温度；和控制器，被构造成存储各个加热区所需的温度设定值，并通过将由各温度探测传感器探测到的探测温度值与加热区所需的各温度设定值相比较来控制加热区的温度。
[0008]加热区可以包括被独立控制的单独加热器，温度控制器可以包括用于控制各加热器的单独控制器，且可以将用于向各加热器独立地提供电力的单独电源连接于各加热器。
[0009]温度控制器可以包括用于控制各加热区的单独控制器，将用于任何一个加热区的温度设定值存储为典型温度设定值，且根据典型温度设定值来控制加热区的温度。
[0010]温度控制器可以根据典型温度设定值来控制从各个加热区中选择出的典型加热区的温度，并根据通过温度探测传感器之中用于探测典型加热区的温度的温度探测传感器探测到的探测温度值来控制除了典型加热区之外的剩余加热区的温度。
[0011]温度控制器可以测量由典型加热区探测的温度倾斜趋势(ramping tendency)，并执行控制以使得除典型加热区之外的剩余加热区与典型加热区的温度倾斜趋势一致。
[0012]温度倾斜趋势可以为典型加热区的温度倾斜速度。
[0013]温度控制器可以存储各加热区所需的单独温度设定值并利用单独温度设定值控制各加热区的温度。
[0014]温度控制器可以测量在每个加热区中探测的温度倾斜趋势并执行控制以使得加热区具有该温度倾斜趋势。
[0015]温度倾斜趋势可以是每个加热区的温度倾斜速度。
[0016]温度倾斜趋势可以是加热区的温度设定值中的每一个的温度变化。
[0017]温度控制器可以计算在衬托器旋转特定次数期间所探测的温度的平均值，并通过将该平均值与各温度设定值相比较来控制加热区的温度。
[0018]通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬托器的温度。
[0019]通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬底的温度。
[0020]通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬托器和衬底的温度。
[0021]用于根据本发明的金属有机化学汽相淀积设备的控制多个加热区的温度的方法，包括:通过利用各温度探测传感器来探测加热区的温度；将通过温度探测传感器探测到的温度值与各温度设定值相比较；和通过利用用于存储各加热区所需的温度设定值的温度控制器来根据温度设定值控制加热区。
[0022]加热区可以包括被独立控制的单独加热器，温度控制器可以包括用于控制各加热器的单独控制器，且可以将用于向各加热器单独提供电力的单独电源连接于各加热器。
[0023]温度控制器可以包括用于控制各加热区的单独控制器，将用于任何一个加热区的温度设定值存储为典型温度设定值，且根据典型温度设定值来控制加热区的温度。
[0024]温度控制器可以根据典型温度设定值来控制从各个加热区中选择出的典型加热区的温度，并根据通过各个温度探测传感器之中用于探测典型加热区的温度的温度探测传感器探测到的探测温度值来控制除了典型加热区之外的剩余加热区的温度。
[0025]温度控制器可以测量通过典型加热区探测的温度倾斜趋势，并执行控制以使得除典型加热区之外的剩余加热区与典型加热区的温度倾斜趋势一致。
[0026]温度倾斜趋势可以是典型加热区的温度倾斜速度。
[0027]温度控制器可以存储各加热区所需的单独温度设定值并利用单独温度设定值控制各加热区的温度。
[0028]温度控制器可以测量在各加热区中探测的温度倾斜趋势并执行控制以使得加热区具有该温度倾斜趋势。
[0029]温度倾斜趋势可以是各加热区的温度倾斜速度。
[0030]温度倾斜趋势可以是加热区的温度设定值中的每一个的温度变化。
[0031]温度控制器可以计算在衬托器旋转特定次数期间所探测的温度的平均值，并通过将该平均值与各温度设定值相比较来控制加热区的温度。
[0032]通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬托器的温度。
[0033]通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬底的温度。
[0034]通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬托器和衬底的温度。
[0035]有益效果
[0036]根据本发明的金属有机化学汽相淀积设备和温度控制方法，对于在温度从正常温度改变到1200°C期间执行工艺的金属有机化学汽相淀积设备，将有效地控制外延工艺所需的温度条件，使得在所有衬底中均匀地执行工艺期间所需的温度倾斜。因此，这是有利的，因为可以改善淀积均匀度和工艺效率。
[0037]附图的简要描述
[0038]图1是示出金属有机化学汽相淀积设备的一个实施例的视图；
[0039]图2是示出金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第一实施例的视图；
[0040]图3是说明利用根据图2的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第一控制方法的流程图；
[0041]图4是说明利用根据图2的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第二控制方法的流程图；
[0042]图5是说明各温度控制区中的温度倾斜趋势的图表；
[0043]图6是示出金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第二实施例的视图；
[0044]图7是说明利用根据图6的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0045]下面描述根据实施例的金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法。
[0046]图1是示出金属有机化学汽相淀积设备的一个实施例的视图。
[0047]如图1中所示，金属有机化学汽相淀积设备包括:反应室100和用于在反应室100内从上部向下部喷射处理气体的气体喷射器101。气体喷射器101可以包括用于喷射III族气体和V族气体的莲蓬头、喷嘴等。此外，在各气体喷射器中形成具有底部开口的多个观察点101a，以便于稍后将描述到的温度探测传感器可以探测温度。
[0048]此外，将衬托器102安装在气体喷射器101下方，在衬托器102中设置有诸如至少一片蓝宝石衬底103的衬底103。在图1中，衬底103