专利名称：Iii/v族材料的高生长速率沉积的制作方法
11 ι/ν族材料的高生长速率沉积相关申请案的引用本申请案根据35USC 119(e)要求2009年10月14日申请的临时专利申请案61/251,677的权利，该案以引用的方式并入本文中。
背景技术：
本发明的实施方案一般涉及沉积太阳能、半导体或其他电子装置应用的材料的工艺，且尤其涉及III/V族材料的外延生长。III/V族材料(诸如砷化镓或砷化镓铝)可以在化学气相沉积(CVD)工艺期间通过外延生长沉积或形成。但是，高质量的III/V族材料的外延生长通常相当缓慢。典型的CVD工艺可以从大约1 μ m/hr至大约3 μ m/hr的范围内的沉积速率外延生长III/V族材料。外延材料的质量一般因为沉积速率的稍微增大而大大降低。通常来说，以大约5 μ m/hr的沉积速率生长的III/V族材料质量低且通常在晶格内具有结构缺陷和/或含有非晶材料。因此，需要以高生长速率(例如，至少大于5 μ m/hr)沉积高质量的外延III/V族材料的沉积工艺。发明概述本发明的实施方案一般涉及以高生长速率(诸如大约30 μ m/hr或更快，例如大约40 μ m/hr,大约50 μ m/hr,大约55 μ m/hr,大约60 μ m/hr或更快)外延生长III/V族材料的工艺。可以在太阳能、半导体或其他电子装置应用中利用沈积的III/V族材料或膜。在一些实施方案中，可以在气相沉积工艺期间在设置于支撑衬底上或上方的牺牲层上形成或生长III/V族材料。随后，可以在外延剥离(ELO)工艺期间将III/V族材料从支撑衬底上移除。III/V族材料是外延生长层的薄膜，其含有砷化镓、砷化镓铝、砷化镓铟、氮化砷化镓铟、磷化镓铝铟、其磷化物、其氮化物、其衍生物、其合金或其组合物。在一个实施方案中，提供一种用于在晶片上形成含有砷化镓的III/V族材料的方法，该方法包括在处理系统内将晶片加热至大约550°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体和三氢化砷的沉积气体中，以及使砷化镓层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于晶片上。在另一个实施方案中，在处理系统内将晶片加热至大约650°C或更高的沉积温度，并且使晶片暴露于含有镓前体气体、铝前体气体和三氢化砷的沉积气体中。含有砷化镓铝层的III/V族材料以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率生长。在另一个实施方案中，一种方法包括在处理系统内将晶片加热至大约600°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体、铟前体气体和三氢化砷的沉积气体中，以及使III/V族层或材料以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于晶片上。III/V族层或材料含有镓、砷和铟。在一个实施例中，沉积温度在从大约650°C至大约800°C的范围内。在一些实施例中，镓前体气体含有三甲基镓，而铟前体气体含有三甲基铟。在一些实施方案中，沉积速率或生长速率可以是大约40 μ m/hr或更快，诸如大约50 μ m/hr或更快，优选的是大约55 μ m/hr或更快，并且更好是大约60 μ m/hr或更快。在其他实施方案中，沉积温度可以是大约600°C或更高，或可以是大约700°C或更高，或可以是大约800°C或更高，或可以是大约850°C。在一些实施例中，沉积温度可以在从大约550°C至大约900°C的范围内。在其他实施例中，沉积温度可以在从大约600°C至大约800°C的范围内。在其他实施例中，沉积温度可以在从大约650°C至大约750°C的范围内。在其他实施例中，沉积温度可以在从大约650°C至大约720°C的范围内。在另一个实施方案中，一种方法包括在处理系统内将晶片加热至大约600°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体、铟前体气体、氮前体气体和三氢化砷的沉积气体中，使III/V族层或材料以大约30ym/hr或更快的沉积速率沉积于晶片上，其中III/V族层或材料含有镓、砷、铟和氮。氮前体气体可以含有胼，甲基胼、二甲基胼、其衍生物或其组合物。在一个实施例中，氮前体气体含有二甲基胼。在另一个实施例中，氮前体气体含有胼。在一些实施例中，镓前体气体含有三甲基镓，而铟前体气体含有三甲基铟。在另一个实施方案中，一种方法包括在处理系统内将晶片加热至大约600°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体、铟前体气体、铝前体和磷前体的沉积气体中，使ΙΙΙ/ν族层或材料以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于晶片上，其中III/V族层或材料含有镓、铟、铝和磷。在一个实施例中，镓前体含有三甲基镓，铝前体含有三甲基铝，铟前体含有三甲基铟，而磷前体含有三氢化磷。附图简述为了可以详细地理解上文所述的本发明的特征，可以参考实施方案更具体地描述上文简述的本发明，一些实施方案已在附图中图示。但是，应注意，附图仅图示本发明的典型实施方案且因此不能视为限制本发明的范围，因为本发明涵盖其他等效的实施方案。
图1描绘了如本文一些实施方案描述的含有各种III/V族层的砷化镓叠层。
具体实施例方式提供以下描述使本领域的一般技术人员能够制造和使用本发明并按专利申请和其要求提供以下描述。本领域技术人员可容易地理解对本文描述的优选实施方案和一般原理以及特征的不同修改。因此，并非意在将本发明限于所示的实施方案，而是赋予本发明符合本文描述的原理和特征的最广范围。本发明的实施方案一般涉及以高生长速率(诸如大约30 μ m/hr或更快，例如大约40 μ m/hr,大约50 μ m/hr,大约55 μ m/hr,大约60 μ m/hr或更快)外延生长III/V族材料的工艺。可以在太阳能、半导体或其他电子装置应用中利用沈积的III/V族材料或膜。在一些实施方案中，在气相沉积工艺期间可以在设置于支撑衬底上或上方的牺牲层上形成或生长III/V族材料。随后，在外延剥离(ELO)工艺期间可以将III/V族材料从支撑衬底上移除。III/V族材料是外延生长层的薄膜，所述外延生长层的薄膜含有砷化镓、砷化镓铝、砷化镓铟、氮化砷化镓铟、磷化镓铝铟、其磷化物、其氮化物、其衍生物、其合金或其组合物。在一个实施方案中，提供一种用于在晶片上形成含有砷化镓的III/V族材料的方法，该方法包括在处理系统内将晶片加热至大约550°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体和三氢化砷的沉积气体中，以及使砷化镓层以大约30ym/hr或更快的沉积速率沉积于晶片上。在另一个实施方案中，提供一种用于形成含有砷化镓铝的III/V族材料的方法，该方法包括在处理系统内将晶片加热至大约650°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体、铝前体气体和三氢化砷的沉积气体中，以及使砷化镓铝层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积。在一个实施例中，III/V族材料含有具有化学式Ala A^l7As的η型砷化镓铝层。在另一个实施方案中，提供一种用于在晶片或衬底上形成III/V族材料的方法，该方法包括在处理系统内将晶片加热至大约600°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体、铟前体气体和三氢化砷的沉积气体中，以及使ΠΙ/V族层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于晶片上。ΙΙΙΛ族层含有镓、砷和铟。在一个实施例中，沉积温度在从大约650°C至大约800°C的范围内。在一些实施例中，镓前体气体含有三甲基镓，而铟前体气体含有三甲基铟。在另一个实施方案中，提供一种用于在晶片或衬底上形成III/V族材料的方法，该方法包括在处理系统内将晶片加热至大约600°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体、铟前体气体、氮前体气体和三氢化砷的沉积气体中，使ΠΙ/V族层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于晶片上，其中III/V族层含有镓、砷、铟和氮。氮前体气体可以含有胼，甲基胼、二甲基胼、其衍生物或其组合物。在一个实施例中，氮前体气体含有二甲基胼。在另一实施例中，氮前体气体含有胼。在一些实施例中，镓前体气体含有三甲基镓，而铟前体气体含有三甲基铟。在另一个实施方案中，提供一种用于在晶片或衬底上形成III/V族材料的方法，该方法包括在处理系统内将晶片加热至大约600°C或更高的沉积温度，使晶片暴露于含有镓前体气体、铟前体气体、铝前体和磷前体的沉积气体中，使III/V族层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于晶片上，其中ΙΙΙΛ族层含有镓、铟、铝和磷。在一个实施例中，镓前体含有三甲基镓，铝前体含有三甲基铝，铟前体含有三甲基铟，而磷前体含有三氢化磷。在一些实施方案中，沉积速率或生长速率可以是大约40 μ m/hr或更快，诸如大约50 μ m/hr或更快，优选的是大约55 μ m/hr或更快，并且更好是大约60 μ m/hr或更快。在其他实施方案中，沉积温度可以是大约600°C或更高，或可以是大约700°C或更高，或可以是大约800°C或更高，或可以是大约850°C。在一些实施例中，沉积温度可以在从大约550°C至大约900°C的范围内。在其他实施例中，沉积温度可以在从大约650°C至大约750°C的范围内。在其他实施例中，沉积温度可以在从大约650°C至大约720°C的范围内。镓前体气体可以含有烷基镓化合物。在一个实施例中，烷基镓化合物可以是三甲基镓或三乙基镓。在一些实施方案中，沉积气体还可以含有铝前体气体，而砷化镓层还含有铝。铝前体气体可以含有烷基铝化合物，诸如三甲基铝或三乙基铝。在其他实施方案中，沉积气体含有三氢化砷和镓前体气体，三氢化砷/镓前体比为大约3或更大，或可以是大约4或更大，或可以是大约5或更大，或可以是大约6或更大，或可以是7或更大。在一些实施例中，三氢化砷/镓前体比在从大约5至大约10的范围内。在其他实施方案中，III/V族材料可以由沉积气体形成或生长，所述沉积气体含有大约30 1，或40 1，或50 1，或60 1或更大的V族前体与III族前体的比率。在一些实施例中，沉积气体具有大约50 1的三氢化磷/III族前体。处理系统可以具有在从大约20托(Torr)至大约1000托的范围内的内部压力。在一些实施方案中，内部压力可以是周围环境压力或大于周围环境压力，诸如在从大约760托至大约1000托的范围内。在一些实施例中，内部压力可以在从大约800托至大约1000托的范围内。在其他实施例中，内部压力在从大约780托至大约900托的范围内，诸如从大约800托至大约850托的范围内。在其他实施方案中，内部压力可以是周围环境压力或小于周围环境压力，诸如在从大约20托至大约760托的范围内，优选的是从大约50托至大约450托的范围内，并且更佳是从大约100托至大约250托的范围内。在一些实施方案中，沉积气体还含有载气。载气可以含有氢气(H2)、氮气(N2)、氢气和氮气的混合物、氩气、氦气或其组合物。在许多实施例中，载气含有氢气、氮气或氢气和氮气的混合物。图1描绘了含有可以通过根据本文描述的实施方案的高生长速率沉积工艺形成的多个III/V族材料或层的砷化镓叠层100。多层III/V族材料中的一些在砷化镓叠层100内形成砷化镓晶胞110。图1描绘了含有设置于牺牲层116上或上方的砷化镓晶胞110的砷化镓叠层100，该牺牲层116设置于在晶片112上或上方设置的缓冲层114上或上方。晶片112可以是含有III/V族材料的支撑衬底，并且可以用不同元素掺杂。晶片112通常含有砷化镓、砷化镓合金、砷化镓衍生物，并且可以是η型掺杂衬底或ρ型掺杂衬底。在许多实施例中，晶片112是砷化镓衬底或砷化镓合金衬底。砷化镓衬底或晶片可以具有大约5. 73 X IO-6oC 1的热膨胀系数。缓冲层114可以是含有砷化镓、砷化镓合金、砷化镓掺杂物或砷化镓衍生物的砷化镓缓冲层。缓冲层114可以具有在从大约IOOnm至大约IOOnm (诸如大约200nm或大约300nm)的范围内的厚度。牺牲层116(也被称为ELO释放层)可以含有砷化铝、砷化铝合金、砷化铝衍生物或砷化铝组合物。牺牲层116可以具有大约20nm或更小的厚度。在一些实施例中，牺牲层116的厚度可以在从大约Inm至大约20nm (诸如从大约5nm至大约20nm)的范围内，或在其他实施例中，在从大约Inm至大约IOnm(诸如从大约4nm至大约6nm)的范围内。砷化镓晶胞110还含有设置于ρ型砷化镓叠层130上或上方的η型砷化镓叠层120。η型砷化镓叠层120通常含有多层不同η型掺杂材料。在一个实施方案中，η型砷化镓叠层120含有设置于钝化层IM上或上方的发射层126，该钝化层IM设置于接触层122上或上方。在一些实施方案中，η型砷化镓叠层120可具有在从大约200nm至大约1300nm的范围内的厚度。接触层122可以是含有砷化镓、砷化镓合金、砷化镓掺杂物或砷化镓衍生物的砷化镓接触层。在一些实施例中，接触层122含有η型砷化镓材料。接触层122可以具有在从大约5nm至大约IOOnm(诸如大约IOnm或大约50nm)的范围内的厚度。钝化层124(也被称作前窗体)通常含有砷化铝镓、砷化铝镓合金、砷化铝镓衍生物或砷化铝镓组合物。在许多实施例中，钝化层1 含有η型砷化铝镓材料。在一个实施例中，钝化层IM含有具有化学式Ala3G^7As的η型砷化铝镓材料。钝化层IM可以具有在从大约5nm至大约100nm(诸如大约IOnm或大约50nm)的范围内的厚度。发射层1 可以含有砷化镓、砷化镓合金、砷化镓衍生物或砷化镓组合物。在许多实施例中，发射层1 含有η型砷化镓材料。发射层1 可以具有在从大约IOOnm至大约1200nm的范围内的厚度。在一些实施例中，发射层126的厚度可以在从大约IOOnm至大约600nm (诸如从大约200nm至大约400nm)的范围内，或在其他实施例中，在从大约600nm至大约1200nm(诸如从大约800nm至大约IOOOnm)的范围内。ρ型砷化镓层或叠层130通常含有多层不同ρ型掺杂材料。在一个实施方案中，P型砷化镓叠层130含有设置于钝化层134上或上方的接触层136，所述钝化层134设置于吸收层132上或上方。在一个替代实施方案中，ρ型砷化镓叠层130中不存在吸收层132。因此，ρ型砷化镓叠层130含有设置于钝化层134上或上方的接触层136，而钝化层134可以设置于η型砷化镓叠层120、发射层1 或另一层上或上方。在一些实施方案中，ρ型砷化镓叠层130可以具有在从大约IOOnm至大约3000nm的范围内的厚度。吸收层132可以含有砷化镓、砷化镓合金、砷化镓衍生物或砷化镓组合物。在许多实施例中，吸收层132含有ρ型砷化镓材料。在一个实施方案中，吸收层132可以具有在从大约Inm至大约3000nm的范围内的厚度。在一些实施例中，吸收层132的厚度可以在从大约Inm至大约IOOOnm(诸如从大约IOnm至大约IOOnm)的范围内，或在其他实施例中，在从大约IOOOnm至大约3000nm(诸如从大约IlOOnm至大约2000nm)的范围内。在一些实施例中，吸收层132的厚度可以在从大约IOOnm至大约600nm (诸如从大约200nm至大约400nm)的范围内，或在其他实施例中，在从大约600nm至大约1200nm(诸如从大约800nm至大约IOOOnm)的范围内。钝化层134(也被称作后窗体)通常含有砷化铝镓、砷化铝镓合金、砷化铝镓衍生物或砷化铝镓组合物。在许多实施例中，钝化层134含有ρ型砷化铝镓材料。在一个实施例中，钝化层134含有具有化学式Ala3G^7As的ρ型砷化铝镓材料。钝化层134可以具有在从大约25nm至大约100nm(诸如大约50nm或大约300nm)的范围内的厚度。接触层136可以是含有砷化镓、砷化镓合金、砷化镓掺杂物或砷化镓衍生物的ρ型砷化镓接触层。在一些实施例中，接触层136含有ρ型砷化镓材料。接触层136可以具有在从大约5nm至大约100nm(诸如大约IOnm或大约50nm)的范围内的厚度。如本文描述用于沉积或形成III/V族材料的沉积工艺可以在单晶片沉积室、多晶片沉积室、固定沉积室或连续给料沉积室内进行。可以用来沉积或形成III/V族材料的连续给料沉积室描述于都在2009年5月四日申请的共同转让的美国专利申请案12/475，131和12/475，169中，该案以引用的放入并入本文中。实施例在一个实施方案中，可以通过在两种、三种或更多种化学前体进入或穿过喷头之前在气体歧管内将其组合或混合来形成沉积气体。在另一个实施方案中，可以通过在两种、三种或更多种化学前体穿过喷头之后在反应区内将组合或混合来形成沉积气体。沉积气体也可以含有一种、两种或更多种载气，所述载气也可以在穿过喷头之前或之后与前体气体组合或混合。载气可以是氢气、氮气、氩气或其组合物。沉积室的内部压力可以在从大约250托至大约450托的范围内。实施例1——GaAs 在一个实施例中，可以通过使镓前体(例如，TMG)和砷前体(例如，三氢化砷)组合来形成沉积气体。衬底可被加热至沉积温度并且被暴露于沉积气体中。沉积温度可以在从大约600°C至大约800°C (诸如从大约650°C至大约750°C或从大约650°C至大约720°C)的范围内。在一个实施例中，沉积气体可以含有大约2000cc氢气(H2)中的大约IOcc三氢化砷和大约200cc TMG/H2混合物(H2中有大约10%的TMG)。III/V族材料含有镓和砷并且可以大约30 μ m/hr或更快(诸如大约40 μ m/hr或更快，优选的是大约50 μ m/hr或更快，优选的是大约55 μ m/hr或更快，并且更好是大约60m/hr或更快)的速率沉积。
实施例2——GaAlAs 在另一实施例中，可以通过使镓前体(例如，TMG)、铝前体(例如，TMA)和砷前体(例如，三氢化砷)组合来形成沉积气体。衬底可以被加热至沉积温度并被暴露于沉积气体中。沉积温度可以在从大约600°C至大约800°C的范围内。在一个实施例中，沉积气体可以含有大约2000cc氢气中的大约IOcc三氢化砷；大约200cc TMG/H2混合物(H2中有大约10%的TMG)；和大约200cc TMA/H2(H2中有大约的TMA)。III/V族材料含有镓、铝和砷并且可以大约30 μ m/hr或更快(诸如大约40 μ m/hr或更快，优选的是大约50 μ m/hr或更快，优选的是大约55 μ m/hr或更快，并且更佳是大约60m/hr或更快)的速率沉积。实施例3——AlGaInP 在另一实施例中，可以通过使镓前体(例如，TMG)、铝前体(例如，TMA)、铟前体(例如，三甲基铟——TMI)和磷前体(例如，三氢化磷——PH3)组合来形成沉积气体。衬底可以被加热至沉积温度并被暴露于沉积气体中。沉积温度可以在从大约600°C至大约800°C的范围内。在一个实施例中，沉积气体可以含有大约200cc TMG/H2混合物(H2中有大约10%的TMG)；大约200cc TMA/H2 (H2中有大约的TMA)；大约200ccTMI/H2 (H2中有大约的TMI)；和大约2000cc氢气中的大约IOcc三氢化磷。III/V族材料含有镓、铝、铟和磷并且可以大约30 μ m/hr或更快(诸如大约40 μ m/hr或更快，优选的是大约50 μ m/hr或更快，优选的是大约55 μ m/hr或更快，并且更佳是大约60m/hr或更快)的速率沉积。实施例4——GaInAs 在另一实施例中，可以通过使镓前体(例如，TMG)、铟前体(例如，三甲基铟)和砷前体(例如，三氢化砷)组合来形成沉积气体。衬底可以被加热至沉积温度并且被暴露于沉积气体中。沉积温度可以在从大约600°C至大约800°C的范围内。在一个实施例中，沉积气体可以含有大约2000cc氢气中的大约IOcc三氢化砷；大约200ccTMG/H2混合物(H2中有大约10%的TMG)；和大约200cc TMI/H2 (H2中有大约的TMI)。III/V族材料含有镓、铟和砷并且可以大约30 μ m/hr或更快(诸如大约40 μ m/hr或更快，优选的是大约50 μ m/hr或更快，优选的是大约55 μ m/hr或更快，并且更佳是大约60m/hr或更快)的速率沉积。实施例5——GaInAsN 在另一实施例中，可以通过使镓前体(例如，TMG)、铟前体(例如，三甲基铟)、砷前体(例如，三氢化砷)和氮前体(例如，二甲基胼或胼)组合来形成沉积气体。衬底可以被加热至沉积温度并且被暴露于沉积气体中。沉积温度可以在从大约400°C至大约500°C的范围内(诸如大约450°C )。在一个实施例中，沉积气体可以含有大约2000cc氢气中的大约IOcc三氢化砷；大约200cc TMG/H2混合物(H2中有大约10%的TMG)；大约200ccTMI/H2(H2中有大约的TMI)；和大约IOOOcc氢气中的大约IOcc 二甲基胼。III/V族材料含有镓、铟、铝、砷和氮并且可以大约30 μ m/hr或更快(诸如大约40 μ m/hr或更快，优选的是大约50 μ m/hr或更快，优选的是大约55 μ m/hr或更快，并且更佳是大约60m/hr或更快)的速率沉积。实施例6——GaInAsP 在另一实施例中，可以通过使镓前体(例如，TMG)、铟前体(例如，三甲基铟)、砷前体(例如，三氢化砷)和磷前体(例如，三氢化磷——PH3)组合来形成沉积气体。衬底可以被加热至沉积温度并且被暴露于沉积气体中。沉积温度可以在从大约600°C至大约800°C的范围内。在一个实施例中，沉积气体可以含有大约2000cc氢气中的大约IOcc三氢化砷；大约200cc TMG/H2混合物(H2中有大约10%的TMG)；大约200ccTMI/H2 (H2中有大约的TMI)；和大约2000cc氢气中的大约IOcc三氢化磷。III/V族材料含有镓、铟、砷和磷并且可以大约30 μ m/hr或更快(诸如大约40 μ m/hr或更快，优选的是大约50 μ m/hr或更快，优选的是大约55 μ m/hr或更快，并且更佳是大约60m/hr或更快)的速率沉积。 虽然上文涉及本发明的实施方案，但是可以在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其他实施方案和另外的实施方案，且本发明的范围通过下文的权利要求书确定。
权利要求
1.一种用于在晶片上形成砷化镓材料的方法，其包括在处理系统内将晶片加热至大约550°C或更高的沉积温度；使所述晶片暴露于沉积气体中，所述沉积气体包括镓前体气体和三氢化砷；和使砷化镓层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于所述晶片上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积温度在从大约550°C至大约900°C的范围内。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积气体包括所述三氢化砷和所述镓前体气体，三氢化砷/镓前体比为大约3或更大。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述镓前体气体包括烷基镓化合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述烷基镓化合物是三甲基镓或三乙基镓。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积气体还包括铝前体气体，而所述砷化镓层还包括铝。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述铝前体气体包括烷基铝化合物。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述烷基铝化合物是三甲基铝或三乙基铝。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理系统具有在从大约20托至大约1000托的范围内的内部压力。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积气体还包括载气。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述载气包括选自由氢气、氮气(N2)、氢气和氮气的混合物、氩气、氦气和其组合物组成的组的气体。
12.一种用于在晶片上形成砷化镓材料的方法，其包括在处理系统内将晶片加热至大约650°C或更高的沉积温度；使所述晶片暴露于沉积气体中，所述沉积气体包括镓前体气体、铝前体气体和三氢化砷；和使砷化镓层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于所述晶片上，其中所述砷化镓层包括砷化铝镓。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述沉积温度在从大约650°C至大约900°C的范围内。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述沉积气体包括所述三氢化砷和所述镓前体气体，三氢化砷/镓前体比为大约3或更大。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述镓前体气体包括烷基镓化合物。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述烷基镓化合物是三甲基镓或三乙基镓。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述铝前体气体包括烷基铝化合物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述烷基铝化合物是三甲基铝或三乙基铝。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述处理系统具有在从大约20托至大约1000托的范围内的内部压力。
20.根据权利要求12所述的方法，其中所述沉积气体还包括载气。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述载气包括选自由氢气、氮气、氢气和氮气的混合物、氩气、氦气和其组合物组成的组的气体。
22.一种用于在晶片上形成III/V族材料的方法，其包括在处理系统内将晶片加热至大约600°C或更高的沉积温度；使所述晶片暴露于沉积气体中，所述沉积气体包括镓前体气体、铟前体气体和三氢化砷；和使III/V族层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于所述晶片上，其中所述III/V族层包括镓、砷和铟。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述沉积温度在从大约600°C至大约800°C的范围内。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述镓前体气体包括三甲基镓，而所述铟前体气体包括三甲基铟。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述沉积气体包括氮前体气体，而所述III/V族层包括氮。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述氮前体气体包括选自由胼，甲基胼、二甲基胼、其衍生物和其组合物组成的组的气体。
27.一种用于在晶片上形成III/V族材料的方法，其包括在处理系统内将晶片加热至大约600°C或更高的沉积温度；使所述晶片暴露于沉积气体中，所述沉积气体包括镓前体气体、铟前体气体、铝前体气体和磷前体气体；和使III/V族层以大约30 μ m/hr或更快的沉积速率沉积于所述晶片上，其中所述III/V族层包括镓、铟、铝和磷。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述镓前体气体包括三甲基镓，所述铝前体气体包括三甲基铝，所述铟前体气体包括三甲基铟，而所述磷前体气体包括三氢化磷。
全文摘要
本发明的实施方案一般涉及以高生长速率(诸如大约30μm/hr或更快，例如大约40μm/hr，大约50μm/hr，大约55μm/hr，大约60μm/hr或更快)外延生长III/V族材料的工艺。可以在太阳能、半导体或其他电子装置应用中利用沉积的III/V族材料或膜。在一些实施方案中，可以在气相沉积工艺期间在设置于支撑衬底上或上方的牺牲层上形成或生长III/V族材料。随后，可以在外延剥离(ELO)工艺期间将III/V族材料从支撑衬底上移除。III/V族材料是外延生长层的薄膜，所述外延生长层的薄膜含有砷化镓、砷化镓铝、砷化镓铟、氮化砷化镓铟、磷化镓铝铟、其磷化物、其氮化物、其衍生物、其合金或其组合物。
文档编号C30B25/02GK102575378SQ201080046939
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者D·P·波尔, G·何, G·西伽士, L·D·华盛顿 申请人:埃尔塔设备公司