[发明专利]一种MOCVD反应腔及材料生长的方法

说明书

本申请提供的MOCVD反应腔及材料生长的方法，包括：反应腔本体、设置于所述反应腔本体内的排气环、激光单元及激光控制单元，所述排气环包括外排气环及套设所述外排气环的内排气环，所述内排气环的内表面上安装有所述激光单元，所述外排气环的内部安装有所述激光控制单元，所述激光单元的激光有紫外和红外两个波段，所述激光控制单元用于控制所述激光的开关、激光功率、及光斑大小，上述MOCVD反应腔及材料生长的方法，通过探测衬底表面温度，同时，将该温度信号反馈给激光控制单元，激光控制单元根据分析结果，改变激光光斑的大小和激光功率的大小，进而实现提高反应室的生长温度和温场的均匀性的目的，最终提高外延材料的晶体质量，不但可以实现高效的p型掺杂，同时还可以实现精准控温，提高设备的温场均匀性和材料的生长温度。

技术领域

本申请涉及半导体材料制备技术领域，特别涉及一种MOCVD反应腔及材料生长的方法。

背景技术

紫外消毒技术因具有广谱高效、安全环保、无化学残留以及易于操作等优势备引发了更大的市场需求。而工作在深紫外(DUV)波段以及远紫外波段的AlGaN基光电器件的制备及应用受到较多限制，主要问题有难以获得高质量的AlGaN和AlGaN基材料难以实现高效的怕p型掺杂，Mg在AlGaN的激活能高达150-510meV，使得在室温下的空穴浓度很低，只有少数的Mg可以被激活。

金属有机物化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)是生长III族氮化物薄膜最广泛使用的方法之一。MOCVD设备温度普遍达到1200度，而反应室内加热系统各部件的性能已经接近极限。

发明内容

基于此，本发明针对现有技术中存在的技术缺陷，提供了一种不但可以提高反应室的生长温度还可以实现温度的均匀精准控制，提高材料的晶体质量的一种MOCVD反应腔及材料生长的方法，为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

本申请目的之一，提供了一种MOCVD反应腔，包括：反应腔本体、设置于所述反应腔本体内的排气环、激光单元及激光控制单元，所述排气环包括外排气环及套设所述外排气环的内排气环，所述内排气环的内表面上安装有所述激光单元，所述外排气环的内部安装有所述激光控制单元，所述激光单元的激光有紫外和红外两个波段，所述激光控制单元用于控制所述激光的开关、激光功率、及光斑大小。

在其中一些实施例中，所述内排气环和所述外排气环厚度比例范围在0.2～1之间。

在其中一些实施例中，所述外排气环上设有联动装置以使所述排气环及所述外排气环同时运动。

在其中一些实施例中，所述外排气环为不锈钢材质，所述内排气环由2个1/2圆弧组成。

在其中一些实施例中，所述内排气环及外排气环的冷却水可以共用，也可以分为两路冷却水，共用时所述内排气环为进水，所述外排气环为出水。

在其中一些实施例中，所述激光控制单元的外表面还设置有保护罩。

在其中一些实施例中，所述激光单元为若干个，且呈对称分布于所述内排气环的内表面上，所述激光单元在所述内排气环上的纵向分布范围为1～10mm。

在其中一些实施例中，所述激光单元中的红外波段可用于探测衬底表面温度；同时将该温度信号反馈给所述激光控制单元的分析单元，所述分析单元将分析结果反馈给所述激光控制单元，所述激光控制单元根据分析结果，改变所述激光光斑的大小和激光功率的大小。

在其中一些实施例中，紫外激光波长范围200nm～360nm，红外激光范围630nm～1000nm。

本申请目的之二，提供了一种基于所述的MOCVD反应腔的材料生长的方法，包括下述步骤：

将放有衬底的石墨盘传输到所述MOCVD反应腔内；