[发明专利]用于形成薄膜的方法及旋转系统

说明书

技术领域

本发明是有关于材料制造的方法和系统，特别是有关于一种用于形成半导体材料的磊晶层(epitaxial layer)的旋转系统和其相关方法。举例来说，本发明是用于有机金属化学气相沉积(metal-organic chemical vapor deposition，MOCVD)，可以理解地，本发明还可有更为广泛的用途。

背景技术

薄膜沉积(thin film deposition)已被广泛的用于各种物体如珠宝、餐具、工具、模具和/或半导体装置的表面处理。通常，在金属、合金、陶瓷和/或半导体的表面形成由均质(homogeneous)或异质合成物(heterogeneous composition)形成的薄膜以改善耐磨性、耐热性和/或耐腐蚀性。薄膜沉积技术通常分为至少两种-物理气相沉积(physical vapor deposition ，PVD)和化学气象沉积(chemical vapor deposition ，CVD)。

根据沉积技术和工艺参数，沉积的薄膜可具有单晶(crystalline)、多晶(polycrystalline)或无定形/非晶(amorphous)结构。单晶结构薄膜通常作为对制造集成电路非常重要的磊晶层。例如，磊晶层由半导体制成且在形成过程掺杂，使其具有准确的掺杂分布(dopant profile)而不会被氧气和/或碳杂质所污染。

一种化学气相沉积法叫做有机金属化学气相沉积。对于有机金属化学气相沉积来讲，可用至少一气体载体将至少一气相试剂(gas-phase reagent)和/或先驱物(precursor)带至含至少一半导体基板例如为至少一半导体晶圆的反应腔内。半导体基板的背面通常用射频感应式(radio-frequency induction)或电阻式(resistor)加热，以提高半导体基板及其周围环境的温度。在升高的温度下，可产生至少一化学反应，将该至少一试剂和/或先驱物(例如在气相下)转化成沉积在半导体基板表面的至少一固体产物。

特别是，由有机金属化学气相沉积制成的磊晶层通常用于制造发光二极管。这些二极管的质量由多种因素所决定，例如反应腔内部的流场稳定性(flow stability)和/或温度控制的精确度。这些因素可极大地影响磊晶层的均匀性。

因此，亟需改变形成磊晶层的技术。

发明内容

本发明提供一种材料制造的方法和系统，特别是有关于一种用于形成半导体材料的磊晶层的旋转系统和其相关方法。举例来说，本发明是用于有机金属化学气相沉积，可以理解地，本发明还可有更为广泛的用途。

根据本发明一实施例，用于在至少一基板上形成一层或多层至少一种材料的系统包括一旋转壳体(rotating shell)、一承载于旋转壳体的承座部件(susceptor component)以及一驱动装置。驱动装置位于承座部件下方且用于驱动旋转壳体和承座部件旋转于一承座轴(susceptor axis)。此外，本系统还包括至少一固定座齿轮(holder gear) 以及一中心齿轮(central gear)。至少一固定座齿轮位于承座部件上与承座部件一同旋转于承座轴，且用于支撑至少一基板。中心齿轮与至少一固定座齿轮相啮合，其用于在至少一固定座齿轮旋转于承座轴时使至少一固定座齿轮分别旋转于至少一固定座轴(holder axe)。

根据本发明另一实施例，用于在至少一基板上形成一层或多层至少一种材料的系统包括一旋转壳体、一承载于旋转壳体的承座部件以及一驱动装置。驱动装置位于承座部件下方用于驱动旋转壳体和承座部件旋转于一承座轴。此外，本系统还包括一固定座齿轮及一中心齿轮。固定座齿轮位于承座部件上与承座部件一同旋转于承座轴，且用于支撑至少一基板。中心齿轮则与至少一固定座齿轮相啮合，其用于在至少一固定座齿轮旋转于承座轴时使至少一固定座齿轮分别旋转于至少一固定座轴。此外，本系统还包括位于承座部件上方且不与承座部件直接接触的一喷气部件(showerhead component)。