用于制造 LED 的 MOCVD 单一腔室分割工艺 技术领域 本发明的实施例一般涉及制造诸如发光二极管 (LED)、 激光二极管 (LD) 的器件， 更具体地涉及用于藉由金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 工艺来形成第 III-V 族材料的工 艺。
现有技术
第 III-V 族薄膜在各种半导体器件 ( 诸如， 短波长 LED、 LD) 及电子器件 ( 包括高 功率、 高频率、 高温晶体管及集成电路 ) 的开发及制造中愈来愈重要。 举例而言， 短波长 ( 例 如， 蓝光 / 绿光至紫外光 )LED 使用第 III 族氮化物半导体材料氮化镓 (GaN) 来制造。已观 察到， 与使用包含第 II-VI 族元素的非氮化物半导体材料制造的短波长 LED 相比， 使用 GaN 制造的短波长 LED 可提供显著更大的效率及更长的操作寿命。
一种已用于沉积第 III 族氮化物 ( 诸如 GaN) 的方法为金属有机化学气相沉积法 (MOCVD)。 通常在具有温控环境的反应器中执行此化学气相沉积法， 以确保第一前体气体的 稳定性， 所述第一前体气体含有至少一种第 III 族元素， 诸如镓 (Ga)。 第二前体气体 ( 诸如 氨气 (NH3)) 提供形成第 III 族氮化物所需的氮。将所述两种前体气体注入反应器中的处 理区域， 在所述处理区域中所述两种气体混合且移向所述处理区域中的加热基板。可使用 载气来帮助向基板传送前体气体。 所述前体在加热基板的表面起反应以在所述基板表面上 形成诸如 GaN 的第 III 族氮化物层。所述薄膜的质量部分地取决于沉积均匀度， 而沉积均 匀度又取决于前体横跨基板的均匀流动及混合。
在 MOCVD 工艺期间可能发生在内表面 ( 诸如， MOCVD 处理腔室的侧壁及喷头 ) 上 的非期望沉积。 此非期望沉积可在腔室内产生粒子及碎片， 从而导致工艺条件的偏移， 且更 重要地将影响工艺再现性及均匀度。
随着对 LED、 LD、 晶体管及集成电路的需求增大， 沉积高质量第 III 族氮化物薄膜 的效率呈现更大的重要性。因此， 需要一种可在较大基板及较大沉积区域上提供一致薄膜 质量的改良工艺及设备。 发明内容
本文描述的实施例一般涉及用于藉由金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 工艺来形 成第 III-V 族材料的方法。在一实施例中， 提供一种用于制造复合氮化物半导体结构的方 法。所述方法包含以下步骤 ： 使用第一第 III 族前体及第一含氮前体， 在处理腔室中使用 热化学气相沉积工艺将第一层沉积于一个或多个基板上， 所述第一第 III 族前体包含第一 第 III 族元素， 其中所述第一层包含氮及第一第 III 族元素 ； 在沉积第一层之后将一个或多 个基板自所述处理腔室移除， 而不使所述一个或多个基板暴露于大气 ； 在沉积第一层之后， 将一个或多个基板自所述处理腔室移除之后， 使第一清洁气体流入所述处理腔室以自所述 处理腔室移除污染物 ； 在自所述处理腔室移除污染物之后， 将一个或多个基板运送至所述 处理腔室中， 而不使所述一个或多个基板暴露于大气 ； 以及使用第二第 III 族前体及第二含氮前体， 在处理腔室中使用热化学气相沉积工艺， 将第二层沉积于第一层上， 其中第二第 III 族前体包含第二第 III 族元素但不包含第一第 III 族前体。
在另一实施例中， 提供一种用于制造复合氮化物半导体结构的方法。所述方法包 含以下步骤 ： 将一个或多个基板安置于包含喷头的金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 腔室的 处理区域中的基座上 ； 藉由使第一含镓前体及第一含氮前体经由喷头流入所述 MOCVD 腔 室， 在所述 MOCVD 腔室中使用热化学气相沉积工艺将氮化镓层沉积于基板上 ； 将一个或多 个基板自所述 MOCVD 腔室移除， 而不使所述一个或多个基板暴露于大气 ； 使氯气流入所述 处理腔室以自喷头移除污染物 ； 在自喷头移除污染物之后， 将一个或多个基板运送至所述 MOCVD 腔室中 ； 以及藉由使第二含镓前体、 含铟前体及第二含氮前体流入所述 MOCVD 腔室， 在所述 MOCVD 腔室中使用热化学气相沉积工艺， 将 InGaN 层沉积于 GaN 层上。
在又一实施例中， 提供一种用于制造复合氮化物半导体器件的集成处理系统。所 述集成处理系统包含 ： 金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 腔室， 所述 MOCVD 腔室可操作以使用 热化学气相沉积工艺在一个或多个基板上形成氮化镓 (GaN) 层且在所述 GaN 层上形成多量 子阱 (MQW) 层， 以及与所述 MOCVD 腔室耦接的含卤素气源， 所述含卤素气源可操作以使含卤 素气体流入所述 MOCVD 腔室， 从而在将所述 MQW 层形成于所述 GaN 层上之前自所述 MOCVD 腔室的一个或多个内表面移除至少一部分非期望的沉积物堆积， 所述非期望的沉积物堆积 是在一个或多个基板上形成 GaN 层时沉积的， 其中所述含卤素气体选自包含以下的群组 ： 氟、 氯、 溴、 碘、 碘化氢 (HI) 气、 氯化氢 (HCl) 气、 溴化氢 (HBr) 气、 氟化氢 (HF) 气、 三氟化氮 (NF3) 及其组合。 附图简单说明
因此， 可详细了解本发明的上述特征结构的方式， 即上文简要概述的本发明的更 具体描述可参照实施例进行， 其中一些实施例图在附图中示出。然而， 应注意， 所述附图仅 图示本发明的典型实施例且因此不欲视为本发明范畴的限制， 因为本发明可允许其他等效 实施例。
图 1A 为基于 GaN 的 LED 的结构的图解说明 ；
图 1B 为在 LED 结构生长之后喷头沉积的 EDX 光谱 ；
图 1C 为镓 - 铟相图 ；
图 2 为图示根据本文所描述的实施例的用于制造复合氮化物半导体器件的处理 系统的一实施例的俯视示意图 ；
图 3 为根据本文所描述的实施例的用于制造复合氮化物半导体器件的金属有机 化学气相沉积 (MOCVD) 腔室的横截面示意图 ；
图 4 为根据本文所描述的实施例可用于单腔室形成复合氮化物半导体的工艺的 流程图 ；
图 5 为根据本文所描述的实施例可用于清洁 MOCVD 腔室的清洁工艺的流程图 ；
图 6A 为展示使用现有技术工艺沉积 In 的跨基板表面的铟 (In) 分布的 In X 射线 萤光的图表 ； 及
图 6B 为展示根据本文所描述的实施例沉积 In 的跨基板表面 In 分布的 In X 射线 萤光的图表。
具体实施方式
本文描述的实施例一般涉及用于藉由 MOCVD 工艺形成第 III-V 族材料的方法。在 一实施例中， 在基板上沉积 III1-N 层之后且在同一腔室中在所述基板上沉积 III2-N 层之前 执行原位腔室清洁工艺。 在一实施例中， 在高温 GaN 沉积工艺之后且在同一腔室中在 InGaN 多量子阱 (MQW)、 AlGaN 及 pGaN 生长之前执行原位腔室清洁工艺。本案发明人已发现， 在 原位腔室清洁工艺之后， 在与 GaN 沉积的腔室相同的腔室中执行 MQW 沉积消除在气相中的 铟耗尽。因此， 三甲基铟 (TMI) 输入流亦显著减少， 例如， 在执行腔室清洁工艺之后， 使用 400sccm-500sccm 的 TMI 流率来生长 InGaN MQW， 而在未执行腔室清洁工艺的情况下使用 800sccm-1200sccm 的流率来原位生长 InGaN MQW。此外， 在腔室清洁工艺之后， 基板上的铟 沉积更均匀， 从而产生理想的光致发光 (PL) 波长均匀性。在一实施例中， 所述腔室清洁工 艺藉由以下步骤执行 ： 使含卤素清洁气 ( 诸如氯气 ) 流入所述 MOCVD 腔室， 以将腔室的表面 及腔室组件的表面上的镓涂层转换为 GaCl3， 所述 GaCl3 随后可自腔室移除。
尽管未限制其中可实践本文所描述的实施例的特定设备， 但是在购自 Applied Materials Inc.( 美国加州圣克拉拉 ) 的群集工具系统中实践实施例尤其有利。 另外， 可购 自其他制造商的系统 ( 包括， 线性系统 ) 亦可受益于本文所描述的实施例。 目前， MOCVD 技术为最广泛地用于基于第 III 族氮化物的生长的 LED 制造的技术。 在图 1A 中， 将一典型的基于氮化物结构图示为基于 GaN 的 LED 结构 100。 LED 结构 100 在基 板 104 上制造。 基板的直径尺寸可在 50mm 至 100mm 范围内， 或更大。 应了解， 基板可包含以 下中的至少之一 ： 蓝宝石、 SiC、 GaN、 硅、 石英、 GaAs、 AlN 及玻璃。无掺杂氮化镓 (u-GaN 层 ) 继之以 N 型 GaN 层 112 沉积于可任选缓冲层 109( 例如， GaN) 上和 / 或形成于基板上的可 任选籽晶 / 成核层 108( 例如， 氮化铝 (AlN)) 上。在一实施例中， 成核层 108 包含 AlxGa1-xN 且基板 104 包含 AlN。在另一实施例中， 缓冲层 109 包含 GaN 且沉积于包含 AlxGa1-xN 的成 核层 108 上。所述器件的有源区域在多量子阱层 116 中实现， 多量子阱层 116 在附图中展 示为包含 InGaN 层。p-n 结由上覆 p 型 AlGaN 层 120 形成， 而 p 型 GaN 层 124 充当接触层。
此 LED 的典型制造过程可于在处理腔室中清洁基板 104 之后使用 MOCVD 工艺。 MOCVD 沉积藉由以下步骤完成 ： 向处理腔室提供适当前体流 ； 以及使用热工艺来实现沉积。 举例而言， GaN 层可藉由使用含 Ga 及含氮前体， 可能藉由使用如 N2、 H2 及 NH3 的流动气体流 来沉积。InGaN 层可藉由使用 Ga、 N 及 In 前体， 可能藉由使用流动气体流来沉积。AlGaN 层 可藉由使用 Ga、 N 及 Al 前体， 亦可能藉由使用流动气体流来沉积。在所图示的结构 100 中， GaN 缓冲层 108 具有约 的厚度， 且可在约 550℃的温度下沉积。 后续的 u-GaN 及 n-GaN 层 112 的沉积通常在较高温度 ( 诸如， 在一实施例中约为 1,050℃ ) 下执行。 u-GaN 及 n-GaN 层 112 相对较厚。在一实施例中， u-GaN 及 n-GaN 层具有约 4μm 的厚度， 此厚度需要沉积 约 140 分钟。在一实施例中， InGaN 多量子阱 (MQW) 层 116 可具有约 的厚度， 此厚度 可在约 750℃的温度下在约 40 分钟的时段内沉积。在一实施例中， p-AlGaN 层 120 可具有 约 的厚度， 此厚度可在自约 950℃至约 1,020℃的温度下在约五分钟内沉积。在一实 施例中， 完成结构的接触层 124 的厚度可约为 0.4μm， 且可在约 1,050℃的温度下历时约 25 分钟沉积。另外， 可将诸如硅 (Si) 或镁 (Mg) 的掺杂剂添加至薄膜。在沉积工艺期间， 可藉 由添加少量掺杂气体来掺杂薄膜。举例而言， 为了掺杂硅， 可使用甲硅烷 (SiH4) 或二硅烷 (Si2H6) 气体， 而为了掺杂镁， 掺杂气体可包括双 ( 环戊二烯 ) 镁 (Cp2Mg 或 (C5H5)2Mg)。
当在单一 MOCVD 腔室中执行上述步骤时， 高温下的 GaN 的生长导致 Ga 金属及 GaN 在所述 MOCVD 腔室内的严重寄生沉积， 尤其在腔室组件上， 包括 MOCVD 腔室的喷头或气体分 配组件。如图 1B 所展示， 此寄生沉积通常富含镓。归因于镓自身充当陷阱 (trap) 的性质， 富含镓的沉积造成与用于沉积 LED 的后续单一层的气相前体反应的问题， 所述气相前体诸 如 ( 例如 ) 三甲基铟 (TMI)、 三甲基铝 (TMA)、 N 型掺杂剂 ( 诸如甲硅烷 (SiH4) 及二硅烷 (Si2H6)) 及 p 型掺杂剂 ( 诸如 Cp2Mg)。在有利条件下， 在 MOCVD 腔室内， 归因于 Ga-In 共熔 形成 ( 展示于图 1C 中 )， InGaN 多量子阱 (MQW) 受影响最大， 从而导致 PL 波长偏移、 PL 强 度降低及器件总体降级。
图 2 为图示根据本文所描述的实施例的用于制造复合氮化物半导体器件的处理 系统 200 的一实施例的俯视示意图， 处理系统 200 包含单一 MOCVD 腔室 202。在一实施例 中， 处理系统 200 与大气隔离。尽管展示了一个 MOCVD 腔室 202， 但是应了解， 亦可将一个 以上 MOCVD 腔室 202， 或另外将一个或多个 MOCVD 腔室 202 与一个或多个氢化物气相外延 (HVPE) 腔室的组合与运送腔室 206 耦接。处理系统 200 包含 ： 容纳基板处理器 ( 未图示 ) 的运送腔室 206、 与运送腔室 206 耦接的 MOCVD 腔室 202、 与运送腔室 206 耦接的装载锁定 腔室 208、 与运送腔室 206 耦接用于储存基板的批量装载锁定腔室 209， 以及与装载锁定腔 室 208 耦接用于装载基板的装载台 210。运送腔室 206 包含 ： 机械手组件 ( 未图示 )， 所述 机械手组件可操作以在装载锁定腔室 208、 批量装载锁定腔室 209 与 MOCVD 腔室 202 之间拾 取及运送基板。 亦应了解， 尽管展示了群集工具， 但是可使用线性跟踪系统来执行本文所描 述的实施例。 在工艺期间， 运送腔室 206 可保持处于真空下。可调整运送腔室真空程度以匹配 MOCVD 腔室 202 的真空程度。 举例而言， 当将基板自运送腔室 206 运送至 MOCVD 腔室 202( 或 反之亦然 ) 中时， 可维持运送腔室 206 及 MOCVD 腔室 202 处于相同真空程度下。随后， 当将 基板自运送腔室 206 运送至装载锁定腔室 208 或批量装载锁定腔室 209( 或反之亦然 ) 时， 尽管装载锁定腔室 208 或批量装载锁定腔室 209 的真空程度与 MOCVD 腔室 202 的真空程度 可能不同， 但是运送腔室真空程度亦可匹配装载锁定腔室 208 或批量装载锁定腔室 209 的 真空程度。因此， 可调整运送腔室的真空程度。在某些实施例中， 在高纯度惰性气体环境 ( 诸如， 高纯度 N2 环境 ) 中运送基板。在一实施例中， 在具有多于 90％ N2 的环境中运送基 板。在某些实施例中， 在高纯度 NH3 环境中运送基板。在一实施例中， 在具有多于 90％ NH3 的环境中运送基板。在某些实施例中， 在高纯度 H2 环境中运送基板。在一实施例中， 在具 有多于 90％ H2 的环境中运送基板。
在处理系统 200 中， 机械手组件将装载有基板的基板托运板 212 运送至单一 MOCVD 腔室 202 中以进行沉积。在一实施例中， 基板托运板 212 可在 200mm 至 750mm 范围内。基 板载具可由包括 SiC 或涂覆 SiC 石墨的各种材料形成。在一实施例中， 托运板 212 包含碳 2 化硅材料。 在一实施例中， 托运板 212 具有约 1,000cm 或更大的表面积， 较佳地为 2,000cm2 或更大且更佳地为 4,000cm2 或更大。在完成所有沉积步骤或一些沉积步骤之后， 将托运 板 212 自 MOCVD 腔室 202 运送回装载锁定腔室 208。在一实施例中， 随后朝向装载台 210 释放托运板 212。在另一实施例中， 在 MOCVD 腔室 202 中进行进一步处理之前， 可将托运板 212 储存于装载锁定腔室 208 或批量装载锁定腔室 209 中。2008 年 1 月 31 日提交的题为 PROCESSING SYSTEM FOR FABRICATING COMPOUND NITRIDE SEMICONDUCTOR DEVICES 的美国
专利申请 S/N.12/023,572( 现公开为 US 2009-0194026) 中描述了一示例性系统， 所述申请 以引用的方式全部并入本文。
系统控制器 260 控制处理系统 200 的活动及操作参数。 系统控制器 260 包括 ： 计算 机处理器及耦接至所述处理器的计算机可读存储器。处理器执行系统控制软件， 诸如储存 于存储器中的计算机程序。2006 年 4 月 14 日提交的题为 EPITAXIAL GROWTH OF COMPOUND NITRIDE STRUCTURES 的美国专利申请 S/N.11/404,516( 现公开为 US 2007-024,516) 中进 一步描述了处理系统的方面及使用方法， 所述申请以引用的方式全部并入本文。
图 3 为根据本文所描述的实施例的 MOCVD 腔室的横截面示意图。MOCVD 腔室 202 包含 ： 腔室主体 302 ； 用于输送前体气体、 载气、 清洁气体和 / 或冲洗气体的化学品输送模块 303 ； 具有等离子体源的远程等离子体系统 326 ； 基座或基板支撑件 314 及真空系统 312。 腔 室 202 包括 ： 封闭处理容积 308 的腔室主体 302。喷头组件 304 被安置于处理容积 308 的 一端， 且托运板 212 被安置于处理容积 308 的另一端。可将托运板 212 安置于基板支撑件 314 上。基板支撑件 314 具有 z 方向举升能力用于在垂直方向上移动， 如箭头 315 所展示。 在一实施例中， 所述 z 方向举升能力可用以将基板支撑件向上移动并使基板支撑件更靠近 喷头组件 304， 或将基板支撑件向下移动并使基板支撑件更加远离喷头组件 304。在某些实 施例中， 基板支撑件 314 包含 ： 加热元件， 例如， 电阻加热元件 ( 未图示 )， 以控制基板支撑 件 314 的温度且因此控制安置于基板支撑件 314 上的托运板 212 及基板 340 的温度。
在一实施例中， 喷头组件 304 具有 ： 与化学品输送模块 303 耦接的第一处理气体 通道 304A， 用以将第一前体或第一工艺气体混合物输送至处理容积 308 ； 与化学品输送模 块 303 耦接的第二处理气体通道 304B， 用以将第二前体或第二工艺气体混合物输送至处理 容积 308 ； 以及与热交换系统 370 耦接的温度控制通道 304C， 用以将热交换流体流至喷头组 件 304 从而帮助调节喷头组件 304 的温度。适当热交换流体包括 ( 但不限于 ) ： 水、 水基乙 二醇混合物、 全氟多醚 ( 例如， Galden 流体 )、 油基热运送流体， 或类似流体。在一实施例 中， 在处理期间， 可经由与喷头组件 304 中的第一处理气体通道 304A 耦接的气体管道 346， 将第一前体或第一工艺气体混合物输送至处理容积 308 ； 且经由与第二气体处理通道 304B 耦接的气体管道 345， 将第二前体或第二工艺气体混合物输送至处理容积 308。在使用远程 等离子体源的实施例中， 可经由管道 304D 将等离子体输送至处理容积 308。 应注意， 工艺气 体混合物或前体可包含 ： 一种或多种前体气体或工艺气体以及可与前体气体混合的载气及 掺杂气体。在 2007 年 10 月 16 日提交的题为 MULTI-GAS STRAIGHT CHANNEL SHOWERHEAD 的美国专利申请 S/N.11/873,132( 现公开为 US 2009-0098276)、 在 2007 年 10 月 16 日提 交的题为 MULTI-GAS SPIRAL CHANNEL SHOWERHEAD 的美国专利申请 S/N.11/873,141( 现 公开为 US 2009-0095222)， 以及在 2007 年 10 月 16 日提交的题为 MULTI-GAS CONCENTRIC INJECTION SHOWERHEAD 的美国专利申请 S/N.11/873,170( 现公开为 US 2009-0095221) 中 描述了可适于操作本文所描述的实施例的示例性喷头， 所有所述提交案皆以引用的方式全 部并入本文。
下部罩 319 被安置于下部容积 310 的一端， 且托运板 212 被安置于下部容积 310 的另一端。虽然托运板 212 被展示处于工艺位置， 但是可移至下部位置， 在所述下部位置上 ( 例如 ) 可装载或卸载基板 340。可将排气环 320 绕托运板 212 的周边安置， 以帮助防止在 下部容积 310 中发生沉积且还帮助将排气自腔室 202 导向排气口 309。下部罩 319 可由透明材料 ( 诸如， 高纯度石英 ) 制成以允许光通过， 进而辐射加热基板 340。辐射加热可由安 置于下部罩 319 下方的多个内部灯 321A 及外部灯 321B 提供， 且反射器 366 可用以帮助控 制腔室 202 暴露至由内部灯 321A 及外部灯 321B 所提供的辐射能量。亦可使用附加的一系 列灯来对基板 340 进行更精细的温度控制。
在某些实施例中， 可将冲洗气体 ( 例如， 含氮气体 ) 自喷头组件 304 和 / 或自安置 于托运板 212 下方并靠近腔室主体 302 底部的进气口或进气管 ( 未图示 ) 输送入腔室 202。 冲洗气体进入腔室 202 的下部容积 310 且向上流过托运板 212 及排气环 320 且流入绕环形 排气通道 305 安置的多个排气口 309 中。排气管道 306 将环形排气通道 305 连接至包括真 空泵 307 的真空系统 312。 可藉由使用阀系统来控制腔室 202 的压力， 所述阀系统控制自环 形排气通道汲取排气的速率。在 2008 年 1 月 31 日提交的题为 CVD APPARATUS 的美国专利 申请 S/N.12/023,520( 公开为 US 2009-0194024) 中描述了 MOCVD 腔室的其他方面， 所述申 请以引用的方式全部并入本文。
在某些实施例中， 可将清洁气体 ( 例如， 含卤素气体， 诸如氯气 ) 自喷头组件 304 和 / 或自安置于靠近处理容积 308 的进气口或进气管 ( 未图示 ) 输送入腔室 202。清洁气 体进入腔室 202 的处理容积 308 以自腔室组件 ( 诸如， 基板支撑件 314 及喷头组件 304) 移 除沉积， 且经由绕环形排气通道 305 安置的多个排气口 309 退出腔室。 化学品输送模块 303 向 MOCVD 腔室 202 供应化学品。可自化学品输送系统经由供 应线来供应活性气体、 载气、 冲洗气体及清洁气体， 并将这些气体供应到腔室 202 中。在一 实施例中， 经由供应线路来供应气体， 并将气体供应到气体混合箱中， 在气体混合箱中将气 体混合在一起并输送至喷头组件 304。大体而言， 用于每一气体的供应线路包括 ： 关闭阀， 可用以自动地或人工地关闭进入关闭阀关联线路的气体流 ； 以及质量流量控制器或测量经 由供应线路的气体流或液体流的其他类型的控制器。用于每一气体的供应线路亦可包括 ： 浓度监控器， 用于监控前体浓度且提供实时反馈 ； 可包括背压调节器以控制前体气体浓度 ； 可使用阀开关控制器来达成快速及准确的阀开关能力 ； 气体供应线路中的湿度感测器测量 水位且可向系统软件提供反馈， 所述系统软件又可向控制器提供警告 / 警报。亦可加热气 体供应线路， 以防止前体及清洁气体在供应线路中冷凝。 取决于所使用的工艺， 一些源可为 液体而非气体。当使用液体源时， 化学品输送模块包括液体注入系统或其他适当机构 ( 例 如， 起泡器 ) 以汽化液体。如本领域技术人员应了解的， 随后通常将来自液体的蒸汽与载气 混合。
远程微波等离子体系统 326 可制造用于选定应用 ( 诸如， 腔室清洁或自工艺基板 蚀刻残余物 ) 的等离子体。经由管道来发送等离子体物质， 从而经由管道 304D 来将等离子 体物质经由喷头组件 304 分散至 MOCVD 腔室 202， 等离子体物质在远程等离子体系统 326 中 由经由输入线路供应的前体制得。用于清洁应用的前体气体可包括 ： 含氯气体、 含氟气体、 含碘气体、 含溴气体、 含氮气体和 / 或其他活性元素。在层沉积工艺期间， 通过将适当沉积 前体气体流入远程微波等离子体系统 326， 远程微波等离子体系统 326 亦可适于沉积 CVD 层。在一实施例中， 使用远程微波等离子体系统 326 来将活性氯物质输送至处理容积 308， 用于清洁 MOCVD 腔室 202 的内部。
可藉由经由腔室的侧壁中的通道 ( 未图示 ) 循环热交换液体， 来进一步控制 MOCVD 腔室 202 的侧壁及周围结构 ( 诸如， 排气过道 ) 的温度。热交换液体可用以取决于所期望
的效应来加热或冷却腔室侧壁。 举例而言， 在热沉积工艺期间， 热液体可帮助维持均匀热梯 度， 而在原位等离子体工艺期间， 冷液体可用以自系统移除热， 或限制在腔室的侧壁上形成 沉积产物。此加热 ( 称为由 “热交换器” 进行的加热 ) 有利地减少或消除非期望的反应产 物的冷凝， 并改良工艺气体的挥发性产物及其他污染物的消除， 所述挥发性产物及其他污 染物如果将在冷的真空通道的侧壁上冷凝且在无气流时段期间移回处理腔室， 则可污染所 述工艺。
分割工艺 ：
图 4 为根据本文所描述的实施例的可用于形成单一腔室的复合氮化物半导体的 工艺 400 的流程图。在框 404， 所述工艺始于将基板运送至基板处理腔室中。应了解， “一 基板” 包括 “一个或多个基板” 。在一实施例中， 基板处理腔室类似于 MOCVD 腔室 202。为 了沉积氮化物结构， 基板可包含蓝宝石， 但是可使用的其他材料包括 ： SiC、 Si、 尖晶石、 镓酸 锂、 ZnO 及其他物质。在框 408， 清洁所述基板， 此后在框 412， 可设置适于氮化物层生长的 工艺参数。 这种工艺参数可包括 ： 用以定义处理腔室内适于热沉积氮化物层的环境的温度、 压力及类似参数。在框 416， 在基板上提供前体流， 进而在框 420， 在基板上沉积 III1-N 结 构。前体包括 ： 氮源及第一第 III 族元素 ( 诸如 Ga) 的源。举例而言， 适合的氮前体包括 NH3， 且适合的 Ga 前体包括三甲基镓 (“TMG” ) 及三乙基镓 (TEG)。第一第 III 族元素有时 可包含多个不同的第 III 族元素 ( 诸如 Al 及 Ga)， 在此状况下适合的 Al 前体可为三甲基铝 (“TMA” )。在另一示例中， 多个不同的第 III 族元素包括 In 及 Ga， 在此状况下适合的 In 前体可为三甲基铟 (“TMI” )。亦可包括选自由以下组成的群组的一个或多个载气流 ： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙及组合。
在框 420 沉积 III1-N 结构之后， 在框 424 终止前体流。在框 426， 将基板自处理 腔室移除而不使基板暴露于大气。将基板自处理腔室移除而不制动真空， 防止了经沉积的 III1-N 结构暴露于氧及碳， 氧及碳充当电活性掺杂剂 / 杂质。在框 428， 执行清洁工艺， 在 所述清洁工艺中将处理腔室的内部暴露于第一清洁气体， 以自腔室及腔室组件移除污染物 ( 诸如含镓沉积物 )。 在一实施例中， 清洁工艺可包含以下步骤 ： 将腔室暴露于蚀刻剂气体， 蚀刻剂气体自腔室侧壁及表面热蚀刻沉积物。可任选地， 在清洁工艺期间可将处理腔室暴 露于等离子体。 用于清洁工艺的清洁气体可包括含卤素气体， 诸如氟气 (F2)、 氯气 (Cl2)、 溴 气 (Br2)、 碘气 (I2)、 HI 气、 HCl 气、 HBr 气、 HF 气、 NF3 和 / 或其他活性元素。亦可包括选自 由以下组成的群组的一个或多个载气流 ： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙及其组合。在一实施例中， 清 洁工艺包含以下步骤 ： 将腔室暴露于等离子体。 在一实施例中， 等离子体由远程等离子体产 生器产生。在另一实施例中， 等离子体原位产生。
在清洁之后， 在框 430， 将基板运送回处理腔室， 且在同一处理腔室中执行后续沉 积步骤。在框 432， 将 III2-N 层沉积于基板上的 III1-N 层上。
藉由设置此沉积的适合处理参数 ( 诸如， 温度、 压力及类似参数 ) 来执行 III2-N 层 的沉积。 在一些实施例中， III2-N 结构包括 III1-N 层未包含的第 III 族元素， 但是 III1-N 层 及 III2-N 层可另外包含相同第 III 族元素。 举例而言， 在 III1-N 层为 GaN 的状况下， III2-N 层可为 AlGaN 层或 InGaN 层。尽管在这些示例中 III2-N 层具有三元组合物， 但并非为必必 需且 III2 层更常见地包括诸如四元 AlInGaN 层的此类其他组合物。类似地， 在 III1-N 层 为 AlGaN 的实施例中， III2-N 层可为 AlInGaN 层上的 InGaN 层。用于沉积 III2-N 层的适合前体可与用于沉积 III1-N 层的前体类似， 亦即， NH3 为适合的氮前体、 TMG 为适合的镓前体、 TEG 为适合的镓前体、 TMA 为适合的铝前体且 TMI 为适合的铟前体。亦可包括选自由以下组 成的群组的一个或多个载气流 ： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙及其组合。
在框 432 沉积 III2-N 层之后， 在框 438 终止前体流。可任选地， 在框 440， 将一个 或多个基板自处理腔室移除， 而不使所述一个或多个基板暴露于大气。将一个或多个基板 自处理腔室移除而不制动真空， 可防止经沉积的 III2-N 结构暴露于氧及碳， 氧及碳充当电 活性掺杂剂 / 杂质。在框 442， 可执行可任选清洁工艺， 其中将处理腔室的内部暴露于第二 清洁气体， 以自腔室及腔室组件移除污染物 ( 诸如， 含第 III 族元素的沉积物 )。
在框 444， 在真空下将基板运送至基板处理腔室中。 在框 444 将一个或多个基板运 送至处理腔室中之后， 在处理腔室中执行后续沉积步骤。
在框 446， 可设置适于生长 III3-N 层的工艺参数。藉由设置此沉积的适合处理参 数 ( 诸如， 温度、 压力及类似参数 ) 来执行 III3-N 层的沉积。在一些实施例中， III3-N 结构 包括 III1-N 层或 III2-N 层皆不包含的第 III 族元素， 但是 III1-N 层、 III2-N 层及 III3-N 层 可另外包含相同的第 III 族元素。举例而言， 在 III1-N 层为 GaN 的状况下， III2-N 层可为 InGaN 层， 且 III3-N 可为 AlGaN 层。 尽管在这些示例中 III3-N 层具有三元组合物， 但并非为 必需且 III3-N 层更常见地包括如四元 AlInGaN 层的此类其他组合物。用于沉积 III3-N 层 的适合前体可与用于沉积 III1-N 层及 III2-N 层的前体类似， 亦即， NH3 为适合的氮前体、 TMG 为适合的镓前体、 TEG 为适合的镓前体、 TMA 为适合的铝前体且 TMI 为适合的铟前体。亦可 包括选自由以下组成的群组的一个或多个载气流 ： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙及其组合。
可任选地， 在沉积 III3-N 层结构之后， 可设置适于生长 III4-N 层的工艺参数。这 种工艺参数可包括 ： 温度、 压力及类似参数， 以定义处理腔室内适于热沉积氮化物层的环 境。提供 III4 及氮前体流， 以在基板上沉积 III4-N 结构。前体包括 ： 氮源及第四第 III 族 元素 ( 诸如 Ga) 的源。举例而言， 适合的氮前体包括 NH3， 且适合的 Ga 前体包括三甲基镓 (“TMG” ) 及三乙基镓 (TEG)。亦可包括选自由以下组成的群组的一个或多个载气流 ： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙及其组合。
在框 448， 终止前体流。在框 450， 将基板自处理腔室移除而不使基板暴露于大气。
在框 452， 执行可任选沉积后腔室清洁， 其中将处理腔室的内部暴露于第三清洁气 体， 以自腔室及腔室组件移除污染物及含第 III 族元素的沉积物， 此后在框 454 处理附加基 板。
用于沉积 III1-N 层、 III2-N 层、 III3-N 层及 III4-N 层的处理条件可取决于特定应 用而有所改变。以下表格提供示例性处理条件及前体流率， 所述处理条件及前体流率通常 适于藉由使用上文所描述的器件来生长氮化物半导体结构 ：
参数 温度 (℃ ) 压力 ( 托耳 ) 值 500-1,200 0.001-76012102414845 A CN 102414859说明书0-50 0-50 0-50 0-50 0-1,000 0-1,000 100-100,000 0-100,000 0-100,0009/13 页TMG 流量 (sccm) TEG 流量 (sccm) TMA 流量 (sccm) TMI 流量 (sccm) PH3 流量 (sccm) AsH3 流量 (sccm) NH3 流量 (sccm) N2 流量 (sccm) H2 流量 (sccm)
如从先前描述显而易见， 在任何特定工艺中工艺可不使用所有的前体流。举例而 言， 在一实施例中， 生长 GaN 可使用 TMG 流、 NH3 流及 N2 流 ； 在另一实施例中， 生长 AlGaN 可 使用 TMG 流、 TMA 流、 NH3 流及 H2 流， 其中 TMA 与 TMG 的流率比被选定为提供沉积层所期望 的 Al ∶ Ga 的化学计量比 ； 且在又一实施例中， 生长 InGaN 可使用 TMG 流、 TMI 流、 NH3 流、 N2 流及 H2 流， 其中 TMI 与 TMG 的流率比被选定为提供沉积层所期望的 In ∶ Ga 化学计量比。
示例 ：
提供以下示例以说明可如何使用通用工艺来制造结合处理系统 200 所描述的复 合氮化物结构。所述示例涉及 LED 结构， 所述 LED 结构的制造藉由使用具有 MOCVD 腔室 202 的处理系统 200 来执行。在一实施例中， LED 结构与结构 100 类似。可在 MOCVD 腔室 202 中 执行清洁及初始 GaN 层的沉积， 以及剩余 InGaN 层、 AlGaN 层及 GaN 接触层的沉积。
工艺始于将含有一个或多个基板 340 的托运板 212 运送至 MOCVD 腔室 202 中。 MOCVD 腔室 202 被配置成提供 GaN 的快速沉积。使用 MOCVD 前体气体， 在 MOCVD 腔室 202 中 的基板上生长预处理工艺和 / 或缓冲层。此后生长厚 u-GaN/n-GaN 层， 这在此示例中使用 MOCVD 前体气体来执行。
在沉积 u-GaN 及 n-GaN 层之后， 将托运板 212 自 MOCVD 腔室 202 移出且移入装载锁 定腔室 208 或批量装载锁定腔室 209， 而不破坏真空， 其中所述运送经由运送腔室 206 在高 纯度 N2 气氛中发生。在移除托运板 212 之后， 用氯气清洁 MOCVD 腔室 202。在一实施例中， 在清洁腔室之前将空的托运板 212 插入 MOCVD 腔室 202， 且当清洁 MOCVD 腔室 202 时将空的 托运板 212 暴露于清洁气体。在清洁 MOCVD 腔室 202 之后， 将托运板 212 重新插入 MOCVD 腔室 202 且将 InGaN 多量子阱 (MQW) 活性层生长于 u-GaN 及 n-GaN 层上。
可任选地， 在一实施例中， 在生长 MQW 活性层之后， 将托运板 212 自 MOCVD 腔室 202 中移出且移入装载锁定腔室 208 或批量装载锁定腔室 209， 而不破坏真空， 其中所述运送经 由运送腔室 206 在高纯度 N2 气氛中发生。在移除托运板 212 之后， 用氯气清洁 MOCVD 腔室 202。在清洁 MOCVD 腔室 202 之后， 将托运板 212 重新插入 MOCVD 腔室 202 且在 InGaN MQW 活性层上沉积 p-AlGaN 层及 p-GaN 层。
随后将完成的结构自 MOCVD 腔室 202 移出， 以使得 MOCVD 腔室 202 可接收具有未 处理基板的另一托运板 212。 在一实施例中， 可在处理附加基板之前将 MOCVD 腔室 202 暴露 于沉积后腔室清洁。可将完成的结构运送至批量装载锁定腔室 209 以储存， 或可经由装载 锁定腔室 208 及装载台 210 将完成的结构退出处理系统 200。
在一实施例中， 可将多个托运板 212 分别移入 MOCVD 腔室 202 并自 MOCVD 腔室 202 移出， 以沉积 GaN 层， 然后当清洁 MOCVD 腔室时可将每一托运板 212 储存于批量装载锁定腔 室 209 和 / 或装载锁定腔室 208 中。在清洁 MOCVD 腔室之后， 可将每一托运板 212 分别运 送至 MOCVD 腔室 202， 以沉积 InGaN 多量子阱 (MQW) 活性层。
在某些实施例中， 可能需要与腔室一起清洁托运板 212。在将托运板 212 自 MOCVD 腔室 202 移除之后， 将基板 340 自托运板 212 移除， 且将托运板重新插入 MOCVD 腔室 202 以 与 MOCVD 腔室 202 一起清洁。
示例性清洁工艺 ：
图 5 为根据本文所描述的实施例的可用于清洁 MOCVD 腔室的清洁工艺 500 的流程 图。在框 502， 冲洗 / 抽空处理腔室以移除产生于沉积工艺期间的污染物。框 502 的冲洗 / 抽空工艺与以下在框 506 及框 512 中所描述的冲洗 / 抽空工艺类似。如在框 504 中所展示 地， 使清洁气体流入处理腔室。清洁气体可包括任何适合的含卤素气体。适合的含卤素气 体包括 ： 氟气、 氯气、 溴气、 碘气、 卤化物及其组合， 卤化物包括 HI 气、 HCl 气、 HBr 气、 HF 气、 NF3、 其他活性元素。在一实施例中， 清洁气体为氯气 (Cl2)。在一实施例中， 处理腔室为与 腔室 202 类似的 MOCVD 腔室。
在某些实施例中， 将本发明中的流率表示为 sccm 每内部腔室容积。将内部腔室容 积定义为气体可占据的腔室的内部的容积。举例而言， 腔室 202 的内部腔室容积为由腔室 主体 302 所限定的容积减去其中喷头组件 304 及基板支撑组件 314 所占据的容积。在某些 实施例中， 可使清洁气体以约 500sccm 至约 10,000sccm 的流率流入腔室。 在一实施例中， 使 清洁气体以约 1,000sccm 至约 4,000sccm 的流率流入腔室。 在一实施例中， 使清洁气体以约 2,000sccm 的流率流入腔室。在一实施例中， 可使清洁气体以约 12.5sccm/L 至约 250sccm/ L 的流率流入腔室。在一实施例中， 使清洁气体以约 25sccm/L 至约 100sccm/L 的流率流入 腔室。在一实施例中， 使清洁气体以约 50sccm/L 的流率流入腔室。
在一实施例中， 清洁气体可与载气同向流动。载气可为选自由以下组成的群组的 一个或多个气体 ： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙及组合。在一实施例中， 使载气以约 500sccm 至约 3,000sccm 的流率流入腔室。 在一实施例中， 使载气以约 1,000sccm 至约 2,000sccm 的流率 流入腔室。在一实施例中， 使载气以约 12.5sccm/L 至约 75sccm/L 的流率流入腔室。在一 实施例中， 使载气以约 25sccm/L 至约 50sccm/L 的流率流入腔室。在一实施例中， 腔室的总 压力约为 0.001 托耳至约 500 托耳。在一实施例中， 腔室的总压力约为 50 托耳至约 200 托 耳。在一实施例中， 腔室的总压力约为 100 托耳。较低压力通常利于保持 GaCl3 处于气相。 在一实施例中， 基座的温度约为 500℃至约 700℃。 在一实施例中， 基座的温度约为 550℃至 约 700℃。在一实施例中， 基座的温度约为 650℃。在一实施例中， 喷头的温度约为 100℃ 至约 200℃。可使清洁气体流入处理腔室， 并历时约 2 分钟至约 10 分钟的时间段。在一实施例中， 可将清洁气体流入处理腔室并历时约 5 分钟的时间段。应了解， 可应用若干清洁循 环， 而在清洁循环之间执行可任选冲洗工艺。清洁气体流动的时间段通常应足够长以自腔 室的表面及包括喷头的腔室组件的表面移除含镓沉积物 ( 诸如， 镓及 GaN 沉积物 )。在一 实施例中， 载气可与清洁气体一起移动。载气可为选自由以下组成的群组的一个或多个气 体： 氩、 氮 (N2)、 氦、 氖及氙， 以及其他气体。在一实施例中， 清洁气体为含等离子体清洁气 体。在一实施例中， 含等离子体清洁气体使用远程等离子体产生器远程地形成。在一实施 例中， 含等离子体气体在处理腔室中原位形成。
参阅框 506， 在停止清洁气体流或脉冲之后， 冲洗 / 抽空处理腔室以移除产生于清 洁工艺期间的清洁副产物。冲洗气体可为选自由以下组成的群组的一个或多个冲洗气体 ： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙， 且亦可包括以上的组合。在一实施例中， 冲洗气体可与框 504 的可任 选载气相同。在一实施例中， 藉由以约 1,000sccm 至约 7,000sccm 的流速提供冲洗气体来 冲洗处理腔室。在一实施例中， 以约 2,000sccm 至约 4,000sccm 的流率向处理腔室提供冲 洗气体。在一实施例中， 藉由以约 25sccm/L 至约 175sccm/L 的流率提供冲洗气体来冲洗处 理腔室。在一实施例中， 以约 50sccm/L 至约 160sccm/L 的流率向处理腔室提供冲洗气体。 在一实施例中， 可将腔室维持处于约 0.001 托耳至约 10 托耳的总腔室压力下。在一实施例 中， 腔室的总压力可约为 5 托耳。在一实施例中， 基座的温度约为 600℃至约 1,000℃。在 一实施例中， 基座的温度约为 900℃。在一实施例中， 喷头的温度低于 100℃。在一实施例 中， 可使冲洗气体流入处理腔室， 并历时约 5 分钟的时间段。冲洗气体流动的时间段通常应 足够长以自处理腔室移除框 504 的清洁工艺的副产物。 另外或替代引入冲洗气体， 可使处理腔室减压， 以自处理腔室移除残余清洁气体 以及任何副产物。 减压工艺可使腔室压力在约 0.5 秒至约 20 秒的时间段内降低至约 0.001 托耳至约 40 托耳的范围内的压力。
在框 504 中将载气与清洁气体结合使用的实施例中， 可藉由停止清洁气体流而继 续流动载气来执行框 506 的冲洗工艺。因此， 在框 506 的冲洗工艺中， 允许载气充当冲洗气 体。
如框 508 所展示地， 在框 506 冲洗 / 抽空处理腔室之后， 使可选清洁气体流入处理 腔室。清洁气体可包括含卤素气体， 诸如氟气、 氯气、 碘气、 溴气、 HI 气、 HCl 气、 HBr 气、 HF 气、 NF3、 其他活性元素及组合。在一实施例中， 清洁气体为氯气 (Cl2)。在一实施例中， 框 508 中的清洁气体与用于框 504 中的清洁气体相同。在另一实施例中， 用于框 504 及框 508 中的清洁气体为不同的清洁气体。
在一实施例中， 可使清洁气体以约 1,000sccm 至约 10,000sccm 的流率流入腔室。 在一实施例中， 可使清洁气体以约 3,000sccm 至约 5,000sccm 的流率流入腔室。在一实施 例中， 可使清洁气体以约 4,000sccm 的流率流入处理腔室。在一实施例中， 可使清洁气体以 约 25sccm/L 至约 250sccm/L 的流率流入腔室。在一实施例中， 可使清洁气体以约 75sccm/ L 至约 125sccm/L 的流率流入腔室。 在一实施例中， 可使清洁气体以约 100sccm/L 的流率流 入处理腔室。如上文所论述， 可任选地使载气与清洁气体一起同向流动。载气可为选自由 以下组成的群组的一个或多个气体 ： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙及组合。在一实施例中， 使载气以 约 1,000sccm 至约 5,000sccm 的流率流入腔室。在一实施例中， 使载气以约 2,000sccm 至 约 3,000sccm 的流率流入腔室。在一实施例中， 使载气以约 25sccm/L 至约 125sccm/L 的流
率流入腔室。在一实施例中， 使载气以约 50sccm/L 至约 75sccm/L 的流率流入腔室。在一 实施例中， 可使腔室维持处于约 300 托耳至约 700 托耳的总腔室压力下。在一实施例中， 可 使腔室维持处于约 600 托耳的总腔室压力下。在一实施例中， 基座的温度约为 400℃至约 600℃。在一实施例中， 基座的温度约为 420℃。在一实施例中， 喷头的温度高于 200℃。在 一实施例中， 喷头温度高于 260℃， 例如， 约 260℃至约 400℃。 可使清洁气体流入处理腔室， 并历时约 2 分钟至约 10 分钟的时间段。在一实施例中， 可使清洁气体流入处理腔室， 并历 时约 3 分钟的时间段。
如框 510 所展示地， 在使清洁气体流入处理腔室之后， 可执行可任选浸泡工艺。在 浸泡工艺期间， 降低清洁气体的流动， 而基座温度、 喷头温度及腔室压力可维持不变。在一 实施例中， 相对于框 508 中的流率， 清洁气体的流率可降至约 250sccm 与约 1,000sccm 之 间。 在一实施例中， 清洁气体的流率可降低至约 500sccm。 在一实施例中， 相对于框 508 中的 流率， 清洁气体的流率可降至 6.25sccm/L 与约 25sccm/L 之间。在一实施例中， 清洁气体的 流率可降至约 12.5sccm/L。在一实施例中， 腔室的总压力约为 300 托耳至约 700 托耳。在 一实施例中， 腔室的总压力约为 600 托耳。在一实施例中， 基座温度约为 400℃至约 600℃。 在一实施例中， 基座温度约为 420℃。在一实施例中， 喷头的温度高于 200℃。在一实施例 中， 喷头温度高于 260℃， 例如， 约 260℃至约 400℃。可执行浸泡工艺历时约 1 分钟至约 5 分钟的时间段。在一实施例中， 可执行浸泡工艺历时约 2 分钟的时间段。 参阅框 512， 在可任选浸泡工艺之后， 可冲洗 / 抽空处理腔室以移除产生于浸泡工 艺及清洁工艺期间的清洁副产物。冲洗气体可为选自由以下组成的群组的一个或多个气 体： 氩、 氮、 氢、 氦、 氖、 氙及组合。 在一实施例中， 冲洗气体可与框 510 的可任选载气相同。 在 一实施例中， 藉由以约 1,000sccm 至约 4,000sccm 的流率提供冲洗气体来冲洗处理腔室。 在 一实施例中， 可使冲洗气体以约 3,000sccm 的流率流入处理腔室。可任选地， 在冲洗工艺期 间， 可使清洁气体以约 2,000sccm 至约 6,000sccm 的流率流入腔室。在一实施例中， 可使清 洁气体以约 4,000sccm 的流率流入腔室。 在一实施例中， 藉由以约 25sccm/L 至约 100sccm/ L 的流率提供冲洗气体来冲洗处理腔室。在一实施例中， 可使冲洗气体以约 75sccm/L 的流 率流入处理腔室。可任选地， 在冲洗工艺期间， 可使清洁气体以约 50sccm/L 至约 150sccm/ L 的流率流入腔室。在一实施例中， 可使清洁气体以约 100sccm/L 的流率流入腔室。在一实 施例中， 使清洁气体与冲洗气体同向流动。在一实施例中， 总腔室压力约为 0.001 托耳至约 10 托耳。在一实施例中， 总腔室压力约为 5 托耳。在一实施例中， 基座温度约为 400℃至约 600℃。在一实施例中， 基座温度约为 430℃。在一实施例中， 喷头温度高于 200℃。在一实 施例中， 喷头温度高于 260℃， 例如， 约为 260℃至约 400℃。可执行浸泡工艺历时约 1 分钟 至约 5 分钟的时间段。在一实施例中， 可执行浸泡工艺历时约 2 分钟的时间段。在一实施 例中， 可使冲洗气体流入处理腔室， 并历时约 5 分钟的时间段。冲洗气体流动的时间段通常 应足够长以自处理腔室移除框 508 的清洁工艺的副产物及框 510 的浸泡工艺的副产物。
在一实施例中， 可在高温 ( ＞ 1,000 ℃ ) 下使用含氮气体 ( 诸如， 氨气 (NH3)) 来 执行框 502、 框 506 及框 512 的冲洗工艺中的任一冲洗工艺或所有冲洗工艺， 以减少清洁 工艺后处理腔室中残余 GaCl3 量。可任选地， 可在任何上述冲洗工艺之后， 在约 0.001 托 耳至约 5 托耳的低压下， 在约 950℃至约 1,050℃的高温下， 在含氮和 / 或含氢气氛中执行 腔室烘干工艺， 以确保来自腔室清洁工艺的任何残余沉积物皆完全离开腔室。2008 年 10
月 2 日提交的题为 METHOD FOR DEPOSITING GROUP III/V COMPOUNDS 的美国专利申请 S/ N.12/244,440( 现公开为 US 2009-0149008) 中描述了其他方面或示例性清洁工艺， 所述申 请以引用的方式全部并入本文。
图 6A 为展示使用现有技术工艺沉积的 In 的跨基板表面的铟 (In) 分布的 In X 射 线萤光的图表。图 6B 为展示根据本文所描述实施例沉积的 In 的跨基板表面的 In 分布的 In X 射线萤光的图表。参阅图 6A 及图 6B， x 轴表示以毫米 (mm) 计的相对于基板的中心的 位置， 且 y 轴表示铟 X 射线萤光强度。用以获得图 6A 中所描绘结果的现有技术工艺为原位 工艺， 在原位工艺中使 GaN 层及 InGaN 层沉积于同一腔室中， 而未利用本文所描述的分割工 艺方法。用以获得图 6B 中所描绘结果的工艺藉由使用原位工艺来执行， 其中在形成 GaN 层 之后且在同一腔室中沉积 InGaN 层之前， 执行腔室清洁。与藉由使用现有技术工艺所获得 的图 6A 中描绘的结果相比， 图 6B 中描绘的结果展示了单一腔室分割工艺跨基板有更均匀 分布的铟， 在单一腔室分割工艺中在高温 GaN 沉积 (uGaN 与 nGaN) 之后 MQW 生长之前进行 腔室清洁。
尽管上文针对本发明的实施例， 但是在不脱离本发明基本范畴的情况下， 可设计 本发明的其他及另外实施例， 且本发明的范畴经由所附权利要求确定。