专利名称：利用mocvd或者hvpe选择性沉积结晶层的设备和方法
技术领域：
本发明涉及在设置在反应器工艺室中基座上的一个或者多个衬底特别 是结晶衬底上沉积一个或者多个层特别是结晶层的设备，其中可被工艺室 加热装置主动加热的工艺室壁位于可被基座加热装置主动加热的基座对 面，并且提供气体入口元件以将工艺气体引入到所述工艺室中，并且所述 工艺室加热装置具有冷却剂通道并且在所述工艺室壁的主动加热期间位于 离所述工艺室壁的外部一段距离处。
本发明还涉及在设置在反应器工艺室中基座上的一个或者多个衬底(6) 特别是结晶衬底上沉积一个或多个层特别是结晶层的方法，其中，将所述 基座主动加热至超过1000°C的基座温度，并且为了通过HVPE方法沉积所 述层，将位于所迷基座对面的工艺室壁主动加热至在比所述基座温度高或 低+/-200°C范围内的工艺室壁温度，将至少包括氬化物和金属卣化物的工艺 气体通过气体入口元件引入到所述工艺室中，并且在通过HVPE方法沉积 所述层之前或者之后的时刻通过MOCVD方法在相同工艺室中沉积另 一层， 所述工艺气体至少包括氢化物和有机金属化合物。
背景技术：
已从DE 10247921 Al知晓了这种类型的设备。其中，基座由工艺室底 面形成。在所述工艺室底面上设置有多个衬底支座，所述衬底支座在被支 撑在气垫之上的同时分别被形成所述气垫的气流驱动旋转。衬底在各个衬 底支座上。在所迷基座上方，形成所述工艺室顶面的工艺室壁在距所述基 座一段距离处延伸并与其平行。所述工艺室以基本上旋转对称的方式形成。 可将工艺气体引入到所述工艺室中的气体入口元件凸入到所迷工艺室中 心。意图是HVPE晶体沉积方法在所述工艺室中实施。为此，将金属氯化 物形式的第三主族元素引入到所述工艺室中。此外，将氢化物形式的第五 主族元素与载气一起引入到所述工艺室中。通过水冷却的RF加热器从下方 对所述基座进行加热。为此，其由导电材料即由包覆型石墨构成。同样地对位于所述基座对面的工艺室壁主动加热。此处，能量也通过RF加热线圈
经由RF场引入到由导电材料例如石墨制成的所述工艺室顶面中。
从DE 10217806Al知晓了 MOCVD反应器。其中，通过气体入口元件 将工艺气体从上方穿过主动冷却的工艺室顶面引入到工艺室中。通过RF加 热线圈从下方对位于所述工艺室顶面对面的基座进行加热。所述工艺室顶 面和所迷基座之间的距离可变化。
DE 10133914 Al描述了通过MOCVD方法沉积一个或多个层的反应 器。此处，所述方法也是在具有冷的工艺室顶面的工艺室中实施的，其中 加热的基座位于所述冷的工艺室顶面对面。气体入口元件在所述工艺室的
中心，有机金属化合物和氢化物与载气一起分别通过所述气体入口元件引 入到单独的进料通道中。
US 6,733,591 B2 7>开了这样的设备，使用该设备可根据选4奪通过 MOCVD方法或者HVPE方法在单个工艺室中得到各层。可使所迷工艺室 以"热壁反应器"模式和"冷壁反应器，，模式运行。在所述"冷壁反应器，， 模式中，仅将三甲基镓和氢化物例如胂或者NH3引入到所述工艺室中。如 果使所述反应器以"热壁，，模式运行，则除TMG之外还将HC1引入到所述 工艺室中使得分解的TMG的镓原子可与HC1结合形成氯化镓。使用其中所 述的设备和US6,218，280B1中所述方法，意图是使用HVPE方法即"热壁" 法在之前通过"冷壁，，法沉积的MOCVD薄层上沉积厚的中心层。然后， 该厚层被再次通过MOCVD方法沉积的薄层覆盖，从而产生氮化镓村底材 料。
US 6,569,765同样公开了混合沉积体系，其中，根据选择，可对衬底支 座或者整个工艺室壁加热以容许在所述工艺室中实施MOCVD方法或者 HVPE方法。
JP 11117071 Al公并了,其中气体入口元件的温度和基座的温度可彼此 独立地控制的CVD反应器。
EP 1252363 Bl已公开了 CVD涂覆设备的工艺室，其中可借助流过通 道的冷却剂对气体入口元件的温度进行控制。
US 4,558,660公开了其中工艺室壁的加热通过设置在水冷却外壳中的 灯进行的CVD设备。
从WO 00/04205知晓MOCVD冷壁反应器。冷的反应器壁^皮冷却水流过的夹套主动冷却。为了清洁工艺室且尤其是冷却的壁，提供工艺室壁加
热器，从而容许所述工艺室达到这样的温度所述温度使引入到所述工艺 室内的气态HC1在其中起蚀刻效应的作用。
US 5,027,746公开了其中通过冷却流体使工艺室壁冷却的MOCVD反应器
发明内容
本发明的目的是对例如从最初引用的DE 10247921 Al知晓的设备进4亍 开发，所述开发是以可使用氢化物技术运行该设备的方式进行的。
所述目的通过权利要求书中说明的本发明而实现；各权利要求表示实 现所述目的的独立方式，并且可将各权利要求与任意其它权利要求组合。
所述设备通过如下事实而显著区别在两种类型的方法中，基座可由 基座加热装置加热，其中衬底位于所述基座上，并且如果需要，衬底位于 衬底支座上。所述基座可形成工艺室的底面。所述基座加热装置优选为RF 加热线圈，其形成RF^， RF场在由石墨构成的基座中产生涡流电流。结 果，所述基座变热，并且衬底与其一起变热。位于所述基座对面的是工艺 室壁，其优选地平行于优选为圓盘形的基座延伸。如果基座设置在底部， 则可根据选择对该形成工艺室顶面的工艺室壁进行主动加热或者主动冷 却。可对工艺室壁进行加热，使得其面向所述工艺室的表面可呈现出为所 述基座温度的土200。C的溫度。然而，作为加热的替换方案，也可通过独立 的冷却设备对所述工艺室壁进行冷却。尽管有经加热的基座发出辐射热， 所述冷却仍确保所述工艺室壁的温度保持远低于所述基座温度。可将所述 工艺室壁的温度保持为远低于比所述基座低至少200。的温度的值。提供了 关于所述工艺室壁的主动冷却或者主动加热可如何实施的各种优选变型。 所述工艺室壁优选地以与所述基座相同的方式加热，即通过RF加热线圈加 热，其设置在离所述工艺室壁一段距离处。所述RF线圈产生的RF场在所 述工艺室壁(优选由石墨构成)上产生涡流电流，所述涡流电流使所述工艺室 壁变热。在这样的HVPE模式中，通过对供入能量的适当选择，可使所述 工艺室壁温度在相对于所述基座温度的士200。C范围内变化。可使所述基座 温度在400 ~ 700。C范围内变化。在其中优选沉积氮化镓的MOCVD方法情 况下，所述基座温度优选在1400~ 1600。C的范围内变化。如果在衬底上沉IOOO'C。如果在所述工艺室内实施MOCVD方法，则为了避免所述工艺室
壁上的寄生生长，必须将所述工艺室壁冷却至远低于所述基座温度的温度。 对于生长过程的不同步骤，所述基座温度不同。对于低温生长步骤，所述
基座温度可例如为400~500°C。在该温度范围内，例如通过MOCVD在硅 衬底上沉积GaN成核层。另一方面，在950°C ~ 1200°C的基座温度下沉积 GaN高温层。为了通过MOCVD方法沉积InGaN,将基座温度设置为750 。C 85(TC。在生长AlGaN的情况下，所述基座温度在950°C ~ 1700°C的范 围内。当沉积AN时，所述基座温度在1300°C ~ 170(TC的范围内。由RF 加热线圈形成的工艺室壁加热装置可同时形成所述工艺室壁冷却装置。所 述RF加热线圈由螺旋中空体形成。冷却水流过所述中空体的空腔。在工艺 室壁的加热期间，冷却水充当RF加热线圈的冷却剂，以避免其加热至不能 容忍的温度。在MOCVD方法情况下，该冷却装置也可用于冷却工艺室壁。 为此，改变所述RF加热线圈和所述工艺室壁外部之间的距离。这通过位移 装置而进行。使用该位移装置，使RF加热线圈更靠近所述工艺室壁的外部 或者使所述工艺室在RF加热线圈的方向上位移。优选使所述RF加热线圈 和所述工艺室壁的外部之间的距离降低到零。在这种情况下，从工艺室壁 至所述冷却装置的热传递不是通过热辐射或者气体的热传导进行，而是通 过直接接触的热量耗散进行。在具体情况下，如果所述RF加热线圈和所述 工艺室壁的外部之间的距离非常小，则也可为足够的。所述距离通过所述 工艺室壁在RF加热线圈方向上的位移而减少，或者通过RF加热线圈在所 述工艺室壁方向上的位移而减小。如果所述工艺室壁为所述工艺室顶面， 则可进行所述工艺室顶面的垂直位移直至与RF加热线圏的下侧有表面接 触，所述工艺室顶面通过提升装置提升。所述提升装置优选由顶面承载体 (ceiling carrier)形成。为了确保从所述工艺室壁至所述冷却通道中进行足够 的热传递，RF加热线圈的平坦下侧以表面接触的方式位于所述工艺室壁的 外侧。可提供弹簧元件，从而将RF线圈的各个部分压在所述工艺室壁的外 部。这些弹簧元件可为压缩弹簧。这些压缩弹簧压在所述RF线圈的各个圈 (tum)上，例如在压缩弹簧与RF线圈之间具有电绝缘体。可提供多个这样 的弹簧元件。例如可将它们设置成使得它们以相等的角度间隔分布。例如， 所述弹簧元件可以90。的角度间隔设置。所述弹簧元件可支撑在相应的固定 8件上，所述固定件可与所述RF线圈一起降低和再升高。或者，所述工艺室 壁可具有冷却介质流过的冷却通道。所述冷却介质优选为在"冷壁"模式
和在"热壁"模式下均为液体的材料。例如考虑液体镓或者液体铟作为冷 却剂。所述基座具有圆盘状形式并且可沿其轴旋转。可在所述基座中设置 凹槽。衬底支座可位于这些凹槽中。所述衬底支座可位于气垫上并且由所 述气垫驱动旋转。村底可位于多个衬底支座的每一个之上。所述衬底支座 通过单个基座加热装置加热。所述基座因此形成能加热的工艺室壁，其对 面为可根据选择而被加热或者冷却的另一壁。根据选择可被主动冷却或者 主动加热的工艺室壁优选地形成工艺室顶面。所述工艺室顶面水平对齐并 且同样地具有圓盘状形式。其具有中心开口，气体入口元件凸入穿过所述 中心开口。利用该气体入口元件，工艺气体可引入到所迷工艺室中。所述 工艺气体水平地流过所述工艺室。流动方向优选为径向。在其中主动冷却
所述工艺室顶面的MOCVD模式中，使合适的工艺气体通过气体入口元件 中彼此分离的通道引入到所述工艺室中，所述冷却可通过使冷却剂流过所 述工艺室顶面的冷却通道进行或者通过4吏所述工艺室顶面与由RF加热线 圏形成的冷却线圈接触而进行。为了沉积氮化镓，将例如三曱基镓和NH3 引入到所述工艺室中。为了沉积氮化镓，所述基座温度约为900°C~1200 °C。所述工艺室顶面的温度则至多为700°C，其优选为300 400°C。如果 HVPE方法步骤在所述工艺室中实施，则不再对所述工艺室顶面进行主动冷 却。如果所述冷却通过穿过所述工艺室顶面的冷却通道的冷却剂进行，则 停止所述冷却剂流动。如果所述冷却通过水流过的RF加热线圈进行，则使 所述线圈离所述工艺室顶面一段间隔。此处，几毫米的距离是足够的。为 了在所述工艺室中实施HVPE方法，不仅对所述基座主动加热而且对位于 所述基座对面的所述工艺室顶面主动加热。所述衬底支座的温度可达到 1000 ~ 1400。C的值，并且优选温度最高达1600°C。将所述工艺室顶面的温 度加热至高于或低于相应的基座温度± 200°C范围内的工艺室顶面温度。使 用氬化物和金属卣化物进行沉积。该金属卣化物优选为金属氯化物。然而， 也可使用碘或者溴或者氟代替氯。HC1用于产生甲基氯化物。所述金属氯化 物的形成，例如氯化镓的形成可在所述工艺室内发生。所选的4家源可为液 体镓，HC1在所述液体镓上通过以在其中形成氯化镓；或者可为三曱基镓或 者为某种其它挥发性的镓化合物，其被引入到所述工艺室内，在所述工艺室中其可以热解方式分解，由此释放的镓与HC1反应形成氯化镓。在HVPE 模式的情况下，即在对工艺室壁加热情况下，所述基座和对面的工艺室壁 之间的温度梯度平坦。所述温度梯度可升高或者降低，但是其也可为0。在 MOCVD方法的情况下，存在非常大的温度梯度。然而，MOCVD方法也可 在对工艺室顶面进行加热的情况下实施。还可行的并且在本方法的优选变 型中提供的是，在MOCVD方法的情况下将少量卤化物与工艺气体混合。 此处，除优选的氯之外，该卣化物也可为氟、碘或者溴。然而，优选将HC1 与所述工艺气体混合。然而，这以这样的量发生，在该量下TMGa或者TEGa 向GaCl的转化率小于100%。因此，单独的MOCVD和单独的HVPE之间 的混合形式也是可行的。
以下参照附图解释本发明的示例性实施方式，其中
图1显示在HVPE操作状态下反应器设备1的工艺室的主要元件的示
意性半截面示意图2显示如图1中所示的示意图，工艺室顶面4已在RF加热线圈的方
向上提升；
图3显示其中已使RF加热线圈12在工艺室顶面4的方向上降低的变
型；
图4显示如图1中所示的在两个工艺气体进料通道之间具有延伸的隔 离壁的示意图5显示图1中所示的示例性实施方式的其中在工艺室顶面4内设置 冷却剂通道14的可选方案；
图6显示如图1中所示的进一步可选方案的示意图；和 图7显示如图1中所示的进一步可选方案的示意图。
具体实施例方式
根据本发明的设备位于未示出的反应器外壳中。附图标记1所表明的 反应器设备主要包括由石墨制造并且具有圆盘状形式的基座3 。在所述基座 3内，有多个杯形凹槽，所述凹槽设置成使得它们围绕基座3的中心以相等 的角度间隔分布。衬底支座5位于这些凹槽中。所述衬底支座5具有圓盘 形状并且位于气垫上。这些气垫还能够驱动所述衬底支座5旋转。衬底6
10位于各个衬底支座5上。所述衬底6可为其上待沉积一个或者多个结晶层 的单晶晶片。
通过基座加热装置11从下方对位于水平面上的基座3进行加热。所述 基座加热装置11可为形成为冷却线圈的RF加热线圈。水作为冷却剂流过 所述RF加热线圈。在所述基座3上方为工艺室2，工艺气体以水平方向流 过工艺室2。通过气体入口元件7将所述工艺气体引入到所述工艺室2的中 心。在示例性实施方式中，所述气体入口元件7共具有3条工艺气体进料 线路8、 9、 10，所述三条工艺气体进料线路彼此独立并且所述工艺气体通 过它们在不同高度处引入到所述工艺室2内。
气体入口元件7被具有管形式的顶面承载体16所包围。所述顶面承载 体16形成沿径向向外凸出的台阶16，，由石墨构成的顶面4位于所述台阶 16，上。
类似于所述基座3，可对所述工艺室顶面4进行加热。为此，同样地设 置RF加热线圈形式的工艺室壁加热装置12,所述RF加热线圈包括冷却线 圈。水作为冷却剂流过所述RF加热线圈12的空腔。在图1中所示的其中 可实施HVPE方法的操作模式中，所述加热线圈12离所述工艺室顶面4的 上侧18的垂直距离A约为lmm。
所述工艺室2的周围外壁由气体出口环15形成，所述工艺气体可通过 其再离开所述工艺室2。
为了能够在工艺室2中实施MOCVD方法，可对所述工艺室顶面4进 行冷却。所述冷却通过RF加热线圈12进4亍，因此其形成加热-冷却线圈。 该线圏或者所述工艺室顶面4是能够移动的，使得可使所述加热-冷却线圈 与所述工艺室顶面4表面接触。
在图2中所示的变型的情况中，所述顶面承载体16可在垂直方向上位 移。未示出的提升装置用作该目的。通过将工艺室顶面从图1中所示的有 间隔的位置提升至图2中所示的接触位置，所述工艺室顶面4的上侧18与 RF加热—冷却线圈12的备圈的平坦下侧17表面接触。在该方法模式中未向 所述加热-冷却线圈12提供电流。然而，水作为冷却剂流过具有矩形横截面 的通道13。由于下侧17和上侧18的大面积表面4妾触，发生了热交换。可 将热量从所述工艺室壁4除去。结果，从基座3转移至所述工艺室壁4的 辐射热量被带走，因此所述工艺室顶面的温度下降。通过改变流过冷却剂通道13的冷却剂，可调节所述工艺室顶面的温度。
在图3中所示的变型的情况中，已将加热-冷却线圈12下降至工艺室顶 面4的上侧18之上。在图2中所示的操作状态中和在图3中所示的变型中， 可在各个点处提供未示出的、垂直向下作用在加热-冷却线圏上的弹簧元件， 以将所述平坦下侧17压在所述工艺室顶面4的平坦上侧18上。
在图5中所示的进一步示例性实施方式的情况中，为了改变操作模式， 无需使工艺室壁加热装置12位移。在该示例性实施方式的情况中，工艺室 顶面4具有冷却剂流过的冷却剂通道14。为了防止在所述工艺室顶面4内 中加热时在冷却剂通道14中流动或静止的冷却剂的蒸发，使所述冷却剂具 有高于最高允许的工艺室顶面温度的蒸发温度。例如，考虑液体金属例如 镓或者铟作为所述冷却剂。
使用上述设备，可在一种方法内在衬底6上沉积多层。可以两种不同 方法变型沉积所述各层。
如果所处层沉积以MOCVD模式进行，则以上述方式对所述工艺室顶 面4进行冷却。此处，所述衬底温度可呈现350 700。C或更高温度的值。 所述顶面温度比所述衬底温度低得多，其可为200~ 500°C。为了沉积氮化 镓，例如使氮气或者氬气和NH3穿过最下面的工艺气体进料线路10。使氮 气或者氢气和有机金属材料例如三曱基镓穿过中间的工艺气体进料线路9。 然而，也可使三曱基铟或者三曱基铝代替三曱基镓穿过中间工艺气体进料 线路。同样地，使氮气或者氢气形式的载气穿过最上面的工艺气体进料线 路。此外，此处可将NH3引入到所述工艺室中。如果要沉积不同的晶体组 成，则也可将不同的氪化物例如胂或者膦引入到所述工艺室中。也可将上 述气体的混合物引入到工艺室2中以沉积混合晶体。
在通过MOCVD方法以这种方式沉积的一层或者一系列层上，可通过 HVPE方法沉积一层或者一系列层。为此，通过加热-冷却装置12以上述方 式对工艺室顶面4进行加热。此处，处理温度可比前述处理温度高得多。 所述衬底温度可为1000~ 120(TC或者可在以上给出的更大温度范围内。工 艺室顶面4的温度可与基座3的温度相同。然而，通过合适地选择所供应 的能量，该温度也可大于衬底温度或者低于衬底温度。在HVPE方法的情 况下，同样地通过最下面的工艺气体进料线路IO将氮气或者氩气和氢化物 例如NH3引入到所述工艺室2中。可将载气例如氢气或者氮气与有机金属
12化合物例如三曱基镓一起通过中间的工艺气体进料线路9引入。所述有机
金属化合物在其进入所述工艺室2中时分解。除载气外，还可将HC1通过 最上面的工艺气体进料线路8引入到所述工艺室2中。
在HVPE方法的情况下，间隔a也可为3 5mm。该距离是有利的，因 为由于距离a的增加，发生了通过水冷却而降低的热量流出。
MOCVD方法步骤和HVPE方法步骤可以任意所需时间顺序接连进行。
使用上述反应器，也可对工艺室2进行清洁。蚀刻步骤用于该目的， 其中对所述基座3和所迷工艺室顶面4都进行主动加热。然后，除载气之 外，仅将HC1引入到所迷工艺室中。HC1的引入可通过所表示的三个工艺 气体进料线路8、 9、 IO之一进行。
位于基座3对面的工艺室壁4即例如工艺室顶面的加热-使用加热-冷却 线圈进行。这形成RF加热装置的触角。
在图6中所示的示例性实施方式的情况中，与作为冷却线圈的线圈12 相互作用的弹簧元件用附图标记22标明。它们包括多个在向上方向上支撑 在固定件20上的压缩弹簧22。在向下方向上，弹簧元件22支撑在电绝缘 体21上。后者位于螺旋通道12的各圈上。可以相等的角度间隔设置图6 中所示的布置。这样的弹簧元件22特别设置成每卯。作用于螺旋通道12, 并且它们之间具有绝缘体21。如果将在图1中充当IR线圏的线圈12降低， 则最初使固定件20与所述线圈12—起位移直至所述线圈的下侧17与所述 工艺室顶面4的上侧18接触。为了使压缩弹簧22偏置，之后使所述固定 件20再下移一点。结果，所述线圏的各圈被施加到工艺室壁4上侧18的 弹簧力所压迫。这补偿了工艺室顶面的热膨胀。
在图7中所示变型的情况中，示出了可对基座温度Ts或者顶面温度丁D 进行测量的方式。这两种温度不是直接测得的，而是在各情况下通过高温 计24间接测量的。在各情况下通过光导管(light guide)将高温计24连接至 工艺室顶面4的表面或者基座3的下表面。温度To和Ts可通过表格或者预 先确立的函数关系而确定。当然，图7中所示的温度测量设备也可设置在 根据图6的设备上。
所公开的所有特征(其自身)与本发明有关。因此还将相关/附具的优先 权文件(在先专利申请的副本)的公开内容全部引入到本申请的公开内容中， 包括用于将这些文件的特征引入到本申请的权利要求中的目的。
1权利要求
1.用于在设置在反应器(1)的工艺室(2)中基座(3)上的一个或者多个衬底(6)特别是结晶衬底上沉积一个或者多个层尤其是结晶层的设备，其中可被工艺室加热装置(11)主动加热的工艺室壁(4)位于可被基座加热装置(11)主动加热的基座(3)对面，并且提供气体入口元件(7)以将工艺气体引入到所述工艺室中，所述工艺室加热装置(11)具有冷却剂通道(13)并且在对所述工艺室壁(4)的主动加热期间位于离所述工艺室壁(4)外部(18)一段距离处，所述设备特征在于，能够根据选择对所述工艺室壁(4)进行主动加热和主动冷却，为此所述冷却剂通道(13)形成工艺室壁冷却装置(12)，所述工艺室壁冷却装置(12)和所述工艺室壁(4)之间的距离能通过位移装置尤其是提升装置形式的位移装置从隔开的加热位置变化为冷却位置。
2. 根据权利要求1或者特别是根据其的设备，其特征在于，冷却位置 处所述工艺室壁冷却装置(12)和所述工艺室壁(4)之间的距离为0或者几乎 为0,使得所述冷却剂通道的外部(17)与所述工艺室壁(4)的外部(18)表面区 域接触。
3. 根据前述权利要求之一或多个或者特别是根据其的设备，其特征在 于，所述工艺室壁加热装置(12)为加热-冷却线圈。
4. 根据前述权利要求之一或多个或者特别是根据其的设备，其特征在 于，所述位移装置使所述工艺室壁(4)相对于所述加热冷却线圈(12)位移或者 使所述加热-冷却线圈(12)相对于所述工艺室壁(4)位移。
5. 根据前述权利要求之一或多个或者特别是根据其的设备，其特征在 于，能够朝向所述加热-冷却线圈(12)位移的工艺室壁(4)为工艺室顶面，并 且所述提升装置为承载所述顶面的顶面承载体(16)。
6. 根据前述权利要求之一或多个或者特别是根据其的设备，其特征在 于，弹簧元件(22)作用在所述加热-冷却线圈(12)上用于在所述工艺室壁(4) 的方向上有弹性地推动加热-冷却线圈(12)的各圈以维持所述加热-冷却线圈 (12)的下侧(17)与所述工艺室壁(4)的上侧(18)的表面接触。
7. 根据前述权利要求之一或多个或者特别是根据其的设备，其特征在 于，所述衬底(6)设置在能旋转地与所述基座(3)结合的衬底支座(5)上。
8. 用于在设置在反应器(1)的工艺室(2)中基座(3)上的一个或者多个衬底(6)特别是结晶衬底上沉积一个或者多个层尤其是结晶层的设备，其中可被工艺室加热装置(11)主动加热的工艺室壁(4)位于可被基座加热装置(11)主 动加热的基座(3)对面，并且提供气体入口元件(7)以将工艺气体引入到所述 工艺室中，所述设备特征在于设置在所述工艺室壁(4)中并且作为冷却剂的 液体金属流过的冷却剂通道(14),所述液体金属具有高于最高工艺室壁温度 的蒸发温度。
9. 用于在设置在反应器(1)的工艺室(2)中基座(3)上的一个或者多个衬 底(6)特别是结晶衬底上沉积一个或者多个层尤其是结晶层的方法，其中， 所述基座(3)被主动地加热至超过1000。C的基座温度，并且，为了通过HVPE 方法沉积所述层，将位于所述基座(3)对面的工艺室壁(4)主动加热至在比所 述基座温度高或者低+/-200°(:范围内的工艺室壁温度，将至少包括氢化物和 金属卣化物的工艺气体通过气体入口元件(7)引入到所述工艺室(2)中，并且 在通过HVPE方法沉积所述层之前或者之后的时间通过MOCVD方法在相 同工艺室中沉积另 一层，所述工艺气体至少包括氢化物和有机金属化合物， 所述方法特征在于当实施MOCVD方法时，将所述工艺室壁(4)冷却至低 于所述基座温度超过20(TC的工艺室壁温度，为此通过提升装置将具有冷却 剂通道(13)并且在对所述工艺室壁(4)的主动加热期间位于离所述工艺室壁 (4)外部(18)—段距离的工艺室加热装置(11)从隔开的加热位置降低至冷却 位置，或者具有高于最高工艺室壁温度的蒸发温度的液体金属流过设置在 所述工艺室壁(4)中的冷却剂通道(14)。
10. 根据权利要求9或者特别是根据其的方法，其特征在于，所述工 艺气体至少包括第二或者第三主族的元素，和第五或第六主族的元素。
11. 根据权利要求9和10中任一项或者两者或者特别是根据其的方法， 其特征在于在MOCVD方法的情况中，所述第二或者第三主族的元素为 所述有机金属化合物，并且所述第五或第六主族的元素为所述氢化物；在 HVPE方法的情况中，使用相同的起始材料，并且另外还使用HC1作为在 进入到所述工艺室(2)的热区中时分解的所述有机金属化合物的元素的输送 介质。
12. 根据权利要求9-11之一或多个或者特别是根据其的方法，其特征 在于，所述工艺室壁(4)通过加热-冷却线圈(12)加热，并且通过使其与所述 加热_冷却线圈(12^妄触通过流过所述加热-冷却线圈(12)的冷却通道(13)的冷却剂而冷却。
13. 根据权利要求9-12中之一或多个或者特别是根据其的方法，其特 征在于在周线周围偏置设置的多个弹簧元件(22)，所述弹簧元件(22)在向上 方向上支撑在固定件(20)上并且在向下方向上作用于所述加热-冷却线圈 (12)。
14. 根据权利要求9-13中之一或多个或者特别是根据其的方法，其特 征在于，在加热或者冷却的工艺室顶面(4)的情况中，将卣化物特别是HC1 形式的卣化物与第III主族元素的有机金属组分一起引入到所述工艺室中， 所述卣化物的浓度'J 、到使得未发生所述有机金属组分向金属氯化物的完全转化。
全文摘要
本发明涉及用于在一个或者多个衬底特别是结晶衬底(6)上沉积一个或者多个层特别是结晶层的设备，所述衬底(6)位于反应器(1)的工艺室(2)中的基座(3)上。可被工艺室加热装置(11)主动加热的工艺室壁(4)位于可被基座加热装置(11)主动加热的基座(3)对面。所述设备设置有用于将工艺气体引入到所述工艺室中的气体入口元件(7)并且所述工艺室加热装置(11)具有冷却剂通道(13)并且在所述工艺室壁(4)的主动加热期间位于离所述工艺室壁(4)的外部(18)一段距离处。为此，可选择性地对所述工艺室壁(4)进行主动加热和主动冷却，所述冷却剂通道(13)充当所述工艺室壁的冷却装置(12)。可通过特别设计为提升装置的位移装置将所述工艺室壁的冷却装置(12)和所述壁(4)之间的距离从一段距离的加热位置改变为冷却位置。
文档编号C30B25/10GK101631901SQ200880007828
公开日2010年1月20日 申请日期2008年2月21日 优先权日2007年2月24日
发明者约翰尼斯·卡普勒, 迪特玛·施米茨 申请人:艾克斯特朗股份公司