[发明专利]气相沉积装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气相沉积装置，且特别涉及一种气相沉积装置中的反应物装载系统。

背景技术

薄膜沉积广泛应用于各种物品的表面工艺中，例如珠宝、餐具、工具、模制品及半导体元件。通常金属、合金、陶瓷或半导体表面形成同质或异质成份的薄膜以改进例如耐磨、耐热及抗蚀性质。薄膜沉积技术一般被区分为两种类别，即物理气相沉积与化学气相沉积。

根据沉积技术及工艺参数不同，沉积的薄膜可具有单晶、多晶或非晶体的不同结构。单晶及/或多晶薄膜的形成对于半导体元件及集成电路制造是十分重要的磊晶（外延）层。举例来说，磊晶层可由半导体层构成且在磊晶层形成的同时进行掺杂，以防止氧及或碳杂质污染的条件（例如真空条件）下形成掺质分布。

在某些工艺中，金属有机化学气相沉积法（MOCVD）形成的磊晶层常用于制造发光二极管。金属有机化学气相沉积法形成的发光二极管的品质受到各种因素的影响，例如，反应腔体内的气体流动稳定度或均匀度、通过基板表面的气体流均匀度，及/或温度控制的精确度等等。这些参数的变化可能会影响形成的磊晶层的品质，也即影响以金属有机化学气相沉积法所形成的发光二极管的品质。

请参照图1，其所绘示为反应物供应系统，例如应用于一种有机金属化学气相沉积装置(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，以下简称MOCVD)。反应物供应系统150包括多组管线系统(piping system)112、多组流量控制系统114以及多组反应物装载系统130，在此图示上我们以一组为例作显示。其中，流量控制系统114中包括阀门(valve)可用来控制反应物122的流速，并经由管线系统112传递至一供气装置(图未绘示)。反应物装载系统130将反应物122保持在一固定的温度，例如20℃，其通过一水浴槽116内放置反应物供应瓶118(即俗称的MO瓶)，MO瓶118内承载反应物122，例如为NH₃、TMGa(Ga(CH₃)₃)、TMIn、TMAl,Cp2Mg,TEGa等其中一个。水浴槽116中的冷却液体120例如是以水50%、乙二醇50%(抗冻剂)的比例混合，其中水浴槽116中的冷却液体120会随时蒸发散逸而减少，使得温度维持效果降低，因此必须以人工的方式监测冷却液体120的水位变化，并适时的补充冷却液体120。

然而，如此方式，很有可能发生忘记补充冷却液体120而使得反应物122无法保持在固定的温度，造成MOCVD沉积效果不佳影响磊晶层的品质，或者芯片良率不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种气相沉积装置中的反应物装载系统，其利用一控温装置包覆于反应物供应瓶，并利用流动的调控流体以确保气相沉积装置于运作时，使反应物维持在预设温度。

为了达到上述目的，根据本发明所提出的一方案，提出一种气相沉积装置，包括：一反应腔体，具有一供气装置；一管线系统，连接供气装置；以及，至少一反应物供应瓶，每一该反应物供应瓶分别储存一反应物，该至少一反应物供应瓶以一控温装置包覆，控温装置具有一输入端与一输出端，使得一调控流体流入第一输入端后再流出输出端，维持反应物在一预设温度。

于一实施例中，还包括温度感测器，装设于管线系统或反应物供气瓶上，用以感测反应物的温度，产生一温度信号。于一实施例中，还包括：一流速控制器，根据温度信号控制调控流体流入输入端流速。

于一实施例中，还包括：一循环系统，将输出端所输出的调控流体进行一热交换后，再传递至输入端。

于一实施例中，调控流体为一气体或一液体。

于一实施例中，还包括：一流量控制系统，控制反应物的流速，并且经由管线系统将反应物传递至供气装置进入反应腔体。于一实施例中，还包括一温度感测器设置于流量控制系统，以感测第一反应物的温度，产生一温度信号。

于一实施例中，控温装置为一第一缠绕线路包覆于反应物供应瓶。于一实施例中，控温装置还包括一第二缠绕线路与第一缠绕线路交错包覆于反应物供应瓶。

于一实施例中，至少一反应物供应瓶为多个供气瓶，对应该些供气瓶包覆的多个控温装置，以一共通输入线路同时连接到该些控温装置的对应多个输入端。

于一实施例中，至少一反应物供应瓶包括一第一供气瓶与一第二供气瓶，对应一第一控温装置与一第二控温装置，该第一控温装置具有一第一输入端与一第一输出端，第二控温装置具有一第二输入端与一第二输出端，其中第一输出端连接第二输入端。

于一实施例中，预设温度范围为摄氏4度到40度。