專利名稱：化學氣相沉積反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關一種化學氣相沉積反應器，尤指一種具有固態(tài)粒子源的化學氣相沉積反應器。
背景技術：
一般的化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)是利用化學反應的方式，在反應器內將反應物(通常為氣體)生成固態(tài)的生成物，并沉積在芯片表面的一種薄膜沉積技術。而經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，化學氣相沉積已儼然成為半導體制作工藝當中，最重要且主要的薄膜沉積工具。舉凡所有半導體元件所需要的薄膜，不論是導體、半導體、或是介電材料，都可以借助化學氣相沉積法來進行配制。
傳統(tǒng)的化學氣相沉積反應器可以形成不同結構的固態(tài)薄膜沉積，例如晶膜晶體(epitaxial crystalline)、晶膜多晶體(epitaxial polycrystalline)、非晶膜多晶體(non-epitaxial polycrystalline)以及非晶體等。此外，在美國專利第US6,645,302號及第US6,726,767號中亦提出將固態(tài)薄膜沉積成層狀結構的方法，其中各層的厚度及其沉積是借助由控制反應氣體流及基板溫度的變化而決定，借此，其化學氣相沉積反應器可以利用在單一方向上改變的參數(shù)而得到以該方向為成長方向的平面結構。再者，美國專利第US5,418,183號及第US6,728,289號還提出了在化學氣相沉積法中使用額外的光罩層沉積及開啟窗以得到非平面結構的技術，然而，該技術卻會使得非平面結構的形成制作工藝復雜化并提高制作成本。
因此，對于傳統(tǒng)的化學氣相沉積反應器來說，并無法在不使用光罩層沉積的情形下得到沉積變化橫越成長方向的薄膜。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的為提出一種化學氣相沉積反應器，其無須使用光罩層而可制作沉積變化橫越成長方向的薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的主要目的，提出一種化學氣相沉積反應器，包括一反應管；一基板，設于該反應管內；一第一氣體輸入管，與該反應管相連接，用以提供一第一氣體；一第二氣體輸入管，與該反應管相連接，用以提供一第二氣體；以及一固態(tài)粒子供應裝置，與該反應管相連接，用以供應一固態(tài)粒子；其中，該第一氣體及該第二氣體彼此混合后根據(jù)一化學反應于該基板上形成包含該固態(tài)粒子的薄膜。
根據(jù)上述構想，其中該反應管的設置方式是選自水平設置及鉛垂設置其中之一。
根據(jù)上述構想，其中該反應管的制材為石英。
根據(jù)上述構想，其中該基板的制材是選自為石英及藍寶石其中之一。
根據(jù)上述構想的化學氣相沉積反應器還包括一加熱器，用以提供發(fā)生該化學反應所需的溫度。
根據(jù)上述構想，其中該加熱器是套設于該反應管的一外部加熱器。
根據(jù)上述構想，其中該加熱器是連接于該基板的一內部加熱器。
根據(jù)上述構想，其中該第一氣體是選自氯化鎵及三甲基鎵其中之一。
根據(jù)上述構想，其中該第二氣體是氨氣。
根據(jù)上述構想，其中該第一氣體及第二氣體中還具有一稀釋氣體，該稀釋氣體是氮氣及氫氣的混合。
根據(jù)上述構想，其中該固態(tài)粒子供應裝置是選意一固態(tài)粒子輸入管及一固態(tài)粒子容置槽其中之一。
根據(jù)上述構想，其中該固態(tài)粒子容置槽是設于該反應管內。
根據(jù)上述構想，其中該固態(tài)粒子容置槽還具有一壓電驅動器，用以擾動該固態(tài)粒子。
根據(jù)上述構想，其中該固態(tài)粒子是選自二氧化硅、以及氮化鎵銦和氮化鎵鋁的混合其中之一。
根據(jù)上述構想，其中該薄膜的結構是選自微結構及奈米結構其中之一。
本發(fā)明的主要構想為提出一種具有固態(tài)粒子源(solid particles)的化學氣相沉積反應器，較佳的是一水平式、具有固態(tài)粒子源的化學氣相沉積反應器，其包括水平反應管、外部加熱器、基板、第一反應氣體的輸入管、第二反應氣體的輸入管、固態(tài)粒子源的輸入管、第一反應氣體流、第二反應氣體流、以及固態(tài)粒子流。
具有固態(tài)粒子源的該化學氣相沉積反應器是利用各反應氣體之間的化學反應使得主要材料由氣態(tài)于基板上形成薄膜沉積，同時借助由成長薄膜的表面對于粒子的物理性吸收使得薄膜包含外部材料的粒子。
主要材料于氣態(tài)下成長時對于外部材料粒子的吸收可以獲得沉積變化橫越成長方向的沉積層。
相較于傳統(tǒng)的化學氣相沉積反應器，本發(fā)明具有固態(tài)粒子源的化學氣相沉積反應器可以在不使用光罩層的情形下得到沉積變化橫越成長方向的復合材料薄膜及裝置結構。
本發(fā)明具有固態(tài)粒子源的化學氣相沉積反應器可以形成具有較新的物理性質及較佳的結構品質的微復合、奈米復合材料的薄膜。
本發(fā)明通過結合附圖對較佳實施例的詳細說明，可獲得更深入的了解


圖1是本發(fā)明的水平式化學氣相沉積反應器(具有外部加熱器及固態(tài)粒子輸入管)利用氫化物氣相沉積形成氮化鎵沉積層的示意圖；圖2是利用圖1的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖；圖3是本發(fā)明鉛直式化學氣相沉積反應器(具有外部加熱器及固態(tài)粒子輸入管)利用氫化物氣相沉積形成氮化鎵沉積層的示意圖；圖4是本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器(具有內部加熱器及固態(tài)粒子輸入管)利用金屬有機氣相沉積形成氮化鎵沉積層的示意圖；圖5是本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器(具有內部加熱器及位于基板上方的固態(tài)粒子容置槽)利用金屬有機氣相沉積形成氮化鎵沉積層的示意圖；圖6是本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器(具有內部加熱器及固態(tài)粒子輸入管)利用金屬有機氣相沉積形成氮化鎵沉積層的示意圖；圖7是利用圖6的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖；
圖8是本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器(具有內部加熱器及固態(tài)粒子容置槽)利用金屬有機氣相沉積形成氮化鎵沉積層的示意圖；圖9是本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器(具有內部加熱器及位于基板下方的固態(tài)粒子輸入管)利用金屬有機氣相沉積形成氮化鎵沉積層的示意圖；以及圖10是本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器(具有內部加熱器及位于基板下方的固態(tài)粒子容置槽)利用金屬有機氣相沉積形成氮化鎵沉積層的示意圖。
具體實施例方式
(第一實施例)請參閱圖1，其為本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器利用氫化物氣相沉積(HVPE)形成高品質的氮化鎵(GaN)沉積層的示意圖，其中水平式化學氣相沉積反應器是由石英水平反應管11、外部加熱器12、藍寶石基板13、加入氯化氫(HCl)、氮氣(N2)及氫氣(H2)進行稀釋的第一反應氣體氯化鎵(GaCl)的輸入管14、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第二反應氣體氨氣(NH3)的輸入管15、以及二氧化硅(SiO2)固態(tài)粒子的輸入管16所構成。
二氧化硅的固態(tài)粒子的大小范圍為直徑d＝10-7~10-3cm，固態(tài)粒子的較小尺寸有利于其配合氮氣或氫氣等氣體的移動。
反應氣體流17和18會在藍寶石基板13的附近形成一反應混合物，根據(jù)化學反應，其會在藍寶石基板13上形成氮化鎵薄膜，二氧化硅固態(tài)粒子流19會在成長中的氮化鎵沉積層表面上產(chǎn)生二氧化硅粒子的物理性吸收，使得鈍性的二氧化硅粒子被吸收至氮化鎵薄膜中，因此，在HVPE的沉積制作工藝中使用二氧化硅的固態(tài)粒子源可以形成具有二氧化硅的奈米粒子或微粒子的氮化鎵薄膜。
圖2是利用圖1的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖，其中，藍寶石基板22沿著成長的方向上，具有包含了表面濃度(n)為n≥1/(d1/2)的二氧化硅奈米粒子或微粒子23的氮化鎵沉積層21，其可改善所產(chǎn)生的氮化鎵薄膜的結構品質。
此外，在沉積制作工藝中形成具有二氧化硅粒子的氮化鎵薄膜還能夠形成具有較新的物理性質的微復合或奈米復合材料GaN/SiO2的薄膜，特別是，借助由改變氮化鎵薄膜中所含二氧化硅固態(tài)粒子的尺寸和濃度可以調整其相對于一已知光波波長的散射表現(xiàn)。
(實施例二)請參閱圖3，其為本發(fā)明鉛直式化學氣相沉積反應器利用氫化物氣相沉積形成高品質的氮化鎵沉積層的示意圖，其中鉛直式化學氣相沉積反應器是由石英鉛直反應管31、外部加熱器32、藍寶石基板33、加入氯化氫、氮氣及氫氣進行稀釋的第一反應氣體氯化鎵的輸入管34、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第二反應氣體氨氣的輸入管35、以及二氧化硅固態(tài)粒子的輸入管36所構成。
二氧化硅的固態(tài)粒子的大小范圍為直徑d＝10-7~10-3cm，固態(tài)粒子的較小尺寸有利于其配合氮氣或氫氣等氣體的移動。
反應氣體流37和38會在基板33的附近形成一反應混合物，根據(jù)化學反應，其會在基板33上形成氮化鎵薄膜，二氧化硅固態(tài)粒子流39會在成長中的氮化鎵沉積層表面上產(chǎn)生二氧化硅粒子的物理性吸收，使得鈍性的二氧化硅粒子被吸收至氮化鎵薄膜中，因此，在HVPE的沉積制作工藝中使用二氧化硅的固態(tài)粒子源可以形成具有二氧化硅的奈米粒子或微粒子的氮化鎵薄膜。
同樣地，圖2亦為利用圖3的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖，其中，基板22沿著成長的方向上，具有包含了表面濃度(n)為n≥1/(d1/2)的二氧化硅奈米粒子或微粒子23的氮化鎵沉積層21，其可改善所產(chǎn)生的氮化鎵薄膜的結構品質。
在沉積制作工藝中形成具有二氧化硅粒子的氮化鎵薄膜還能夠形成具有較新的物理性質的微復合或奈米復合材料GaN/SiO2的薄膜，特別是，借助由改變氮化鎵薄膜中所含二氧化硅固態(tài)粒子的尺寸和濃度可以調整其相對于一已知光波波長的散射表現(xiàn)。
(實施例三)請參閱圖4，其為本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器利用金屬有機氣相沉積(MOVPE)形成高品質的氮化鎵沉積層的示意圖，其中水平式化學氣相沉積反應器是由石英水平反應管41、內部加熱器42、藍寶石基板43、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第一反應氣體三甲基鎵(Ga(CH3)3，TMG)的輸入管44、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第二反應氣體氨氣的輸入管45、以及二氧化硅固態(tài)粒子的輸入管46所構成。
二氧化硅的固態(tài)粒子的大小范圍為直徑d＝10-7~10-3cm，固態(tài)粒子的較小尺寸有利于其配合氮氣或氫氣等氣體的移動。
反應氣體流47和48會在藍寶石基板43的附近形成一反應混合物，根據(jù)化學反應，其會在基板43上形成氮化鎵薄膜，二氧化硅固態(tài)粒子流49會在成長中的氮化鎵沉積層表面上產(chǎn)生二氧化硅粒子的物理性吸收，使得鈍性的二氧化硅粒子被吸收至氮化鎵薄膜中，因此，在MOVPE的沉積制作工藝中使用二氧化硅的固態(tài)粒子源可以形成具有二氧化硅的奈米粒子或微粒子的氮化鎵薄膜。
同樣地，圖2亦為利用圖4的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖，其中，基板22沿著成長的方向上，具有包含了表面濃度(n)為n≥1/(d1/2)的二氧化硅奈米粒子或微粒子23的氮化鎵沉積層21，其可改善所產(chǎn)生的氮化鎵薄膜的結構品質。
在沉積制作工藝中形成具有二氧化硅粒子的氮化鎵薄膜還能夠形成具有較新的物理性質的微復合或奈米復合材料GaN/SiO2的薄膜，特別是，借助由改變氮化鎵薄膜中所含二氧化硅固態(tài)粒子的尺寸和濃度可以調整其相對于一已知光波波長的散射表現(xiàn)。
(實施例四)請參閱圖5，其為本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器利用金屬有機氣相沉積形成高品質的氮化鎵沉積層的示意圖，其中水平式化學氣相沉積反應器是由石英水平反應管51、內部加熱器52、藍寶石基板53、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第一反應氣體三甲基鎵的輸入管54、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第二反應氣體氨氣的輸入管55、以及附有壓電驅動器(piezoelectric driver)561的二氧化硅固態(tài)粒子的容置槽56所構成。
二氧化硅的固態(tài)粒子的大小范圍為直徑d＝10-7~10-3cm，施加一可調整的電壓于壓電驅動器561可使得容置槽56內的二氧化硅固態(tài)粒子發(fā)生擾動而于藍寶石基板53上產(chǎn)生二氧化硅固態(tài)粒子流59。
反應氣體流57和58會在藍寶石基板53的附近形成一反應混合物，根據(jù)化學反應，其會在基板53上形成氮化鎵薄膜，二氧化硅固態(tài)粒子流49會在成長中的氮化鎵沉積層表面上產(chǎn)生二氧化硅粒子的物理性吸收，使得鈍性的二氧化硅粒子被吸收至氮化鎵薄膜之中，因此，在MOVPE的沉積制作工藝中使用二氧化硅的固態(tài)粒子源可以形成具有二氧化硅的奈米粒子或微粒子的氮化鎵薄膜。
同樣地，圖2亦為利用圖5的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖，其中，基板22沿著成長的方向上，具有包含了表面濃度(n)為n≥1/(d1/2)的二氧化硅奈米粒子或微粒子23的氮化鎵沉積層21，其可改善所產(chǎn)生的氮化鎵薄膜的結構品質。
在沉積制作工藝中形成具有二氧化硅粒子的氮化鎵薄膜還能夠形成具有較新的物理性質的微復合或奈米復合材料GaN/SiO2的薄膜，特別是，借助由改變氮化鎵薄膜中所含二氧化硅固態(tài)粒子的尺寸和濃度可以調整其相對于一已知光波波長的散射表現(xiàn)。
(實施例五)請參閱圖6，其為本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器利用金屬有機氣相沉積形成高品質的氮化鎵沉積層的示意圖，其中水平式化學氣相沉積反應器是由石英水平反應管61、內部加熱器62、藍寶石基板63、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第一反應氣體三甲基鎵的輸入管64、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第二反應氣體氨氣的輸入管65、以及混合氮化鎵銦(InGaN)和氮化鎵鋁(AlGaN)的固態(tài)粒子的輸入管66所構成。
氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子的大小范圍為直徑d＝10-7~10-3cm，固態(tài)粒子的較小尺寸有利于其配合氮氣或氫氣等氣體的移動。
反應氣體流67和68會在藍寶石基板63的附近形成一反應混合物，根據(jù)化學反應，其會在基板63上形成氮化鎵薄膜，氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子流69會在成長中的氮化鎵沉積層表面上產(chǎn)生氮化鎵銦和氮化鎵鋁粒子的物理性吸收，使得氮化鎵銦和氮化鎵鋁的粒子被吸收至氮化鎵薄膜之中，因此，在MOVPE的沉積制作工藝中使用氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子源可以形成具有氮化鎵銦和氮化鎵鋁的奈米粒子或微粒子的氮化鎵薄膜。
圖7是利用圖6的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖，其中，基板72上形成了包含氮化鎵銦和氮化鎵鋁的奈米粒子或微粒子73的氮化鎵沉積層71，其是共同構成可于能帶(band gap)上進行橫向變化的復合GaN/AlGaN/InGaN薄膜。
這種薄膜是一種新穎的微復合或奈米復合材料，借助由改變圖6的輸入管66中氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子的混合程度及尺寸，便能夠調整該種薄膜的冷光光譜(luminescence spectra)表現(xiàn)。
(實施例六)請參閱圖8，其為本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器利用金屬有機氣相沉積形成高品質的氮化鎵沉積層的示意圖，其中水平式化學氣相沉積反應器是由石英水平反應管81、內部加熱器82、藍寶石基板83、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第一反應氣體三甲基鎵的輸入管84、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第二反應氣體氨氣的輸入管85、以及附有壓電驅動器861的混合氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子的容置槽86所構成。
氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子的大小范圍為直徑d＝10-7~10-3cm，施加一可調整的電壓于壓電驅動器861可使得容置槽86內的氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子發(fā)生擾動而于藍寶石基板83上產(chǎn)生氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子流89。
反應氣體流87和88會在藍寶石基板83的附近形成一反應混合物，根據(jù)化學反應，其會在基板63上形成氮化鎵薄膜，氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子流89會在成長中的氮化鎵沉積層表面上產(chǎn)生氮化鎵銦和氮化鎵鋁粒子的物理性吸收，使得氮化鎵銦和氮化鎵鋁的粒子被吸收至氮化鎵薄膜之中，因此，在MOVPE的沉積制作工藝中使用氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子源可以形成具有氮化鎵銦和氮化鎵鋁的奈米粒子或微粒子的氮化鎵薄膜。
同樣地，圖7是利用圖8的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖，其中，基板72上形成了包含氮化鎵銦和氮化鎵鋁的奈米粒子或微粒子73的氮化鎵沉積層71，其是共同構成可于能帶上進行橫向變化的復合GaN/AlGaN/InGaN薄膜。
這種薄膜是一種新穎的微復合或奈米復合材料，借助由改變圖8的容置槽86中氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子的混合程度及尺寸，便能夠調整該種薄膜的冷光光譜表現(xiàn)。
(實施例七)請參閱圖9，其為本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器利用金屬有機氣相沉積形成高品質的氮化鎵沉積層的示意圖，其中水平式化學氣相沉積反應器是由石英水平反應管91、內部加熱器92、藍寶石基板93、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第一反應氣體三甲基鎵的輸入管94、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第二反應氣體氨氣的輸入管95、以及附有壓電驅動器961的二氧化硅固態(tài)粒子的容置槽96所構成。
本實施例與實施例四的差別在于藍寶石基板93是位于二氧化硅固態(tài)粒子源容置槽96的上方。
二氧化硅固態(tài)粒子的大小范圍為直徑d＝10-7~10-3cm，施加一可調整的電壓于壓電驅動器961可使得容置槽96內的二氧化硅固態(tài)粒子發(fā)生擾動而于藍寶石基板93上產(chǎn)生二氧化硅固態(tài)粒子流99。
反應氣體流97和98會在藍寶石基板93的附近形成一反應混合物，根據(jù)化學反應，其會在基板93上形成氮化鎵薄膜，二氧化硅固態(tài)粒子流99會在成長中的氮化鎵沉積層表面上產(chǎn)生二氧化硅粒子的物理性吸收，使得二氧化硅粒子被吸收至氮化鎵薄膜的中，因此，在MOVPE的沉積制作工藝中使用二氧化硅的固態(tài)粒子源可以形成具有二氧化硅的奈米粒子或微粒子的氮化鎵薄膜。
圖2亦為利用圖9的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖，其中，基板22沿著成長的方向上，具有包含了表面濃度(n)為n≥1/(d1/2)的二氧化硅奈米粒子或微粒子23的氮化鎵沉積層21，其可改善所產(chǎn)生的氮化鎵薄膜的結構品質。
在沉積制作工藝中形成具有二氧化硅粒子的氮化鎵薄膜還能夠形成具有較新的物理性質的微復合或奈米復合材料GaN/SiO2的薄膜，特別是，借助由改變氮化鎵薄膜中所含二氧化硅固態(tài)粒子的尺寸和濃度可以調整其相對于一已知光波波長的散射表現(xiàn)。
(實施例八)請參閱圖10，其為本發(fā)明水平式化學氣相沉積反應器利用金屬有機氣相沉積形成高品質的氮化鎵沉積層的示意圖，其中水平式化學氣相沉積反應器是由石英水平反應管101、內部加熱器102、藍寶石基板103、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第一反應氣體三甲基鎵的輸入管104、加入氮氣及氫氣進行稀釋的第二反應氣體氨氣的輸入管105、以及附有壓電驅動器1061的氮化鎵銦和氮化鎵鋁固態(tài)粒子的容置槽106所構成。
本實施例與實施例六的差別在于藍寶石基板103是位于氮化鎵銦和氮化鎵鋁固態(tài)粒子容置槽106的上方。
氮化鎵銦和氮化鎵鋁固態(tài)粒子的大小范圍為直徑d＝10-7~10-3cm，施加一可調整的電壓于壓電驅動器1061可使得容置槽106內的氮化鎵銦和氮化鎵鋁固態(tài)粒子發(fā)生擾動而于藍寶石基板103上產(chǎn)生氮化鎵銦和氮化鎵鋁固態(tài)粒子流109。
反應氣體流107和108會在藍寶石基板103的附近形成一反應混合物，根據(jù)化學反應，其會在基板103上形成氮化鎵薄膜，氮化鎵銦和氮化鎵鋁固態(tài)粒子流109會在成長中的氮化鎵沉積層表面上產(chǎn)生氮化鎵銦和氮化鎵鋁粒子的物理性吸收，使得氮化鎵銦和氮化鎵鋁粒子被吸收至氮化鎵薄膜之中，因此，在MOVPE的沉積制作工藝中使用氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子源可以形成具有氮化鎵銦和氮化鎵鋁的奈米粒子或微粒子的氮化鎵薄膜。
圖7亦為利用圖10的化學氣相沉積反應器所形成的氮化鎵薄膜的微觀側視圖，其中，基板72上形成了包含氮化鎵銦和氮化鎵鋁的奈米粒子或微粒子73的氮化鎵沉積層71，其是共同構成可于能帶上進行橫向變化的復合GaN/AlGaN/InGaN薄膜。
這種薄膜是一種新穎的微復合或奈米復合材料，借由改變圖10的容置槽106中氮化鎵銦和氮化鎵鋁的固態(tài)粒子的混合程度及尺寸，便能夠調整該種薄膜的冷光光譜表現(xiàn)。
綜上所述，本發(fā)明所提出的是一種化學氣相沉積反應器，其是在傳統(tǒng)的反應管中加入一固態(tài)粒子源，借助由主反應氣體在反應管中彼此混合后，根據(jù)其處于適當溫度之下的氫化物或金屬有機氣相沉積反應，于反應管內的基板上形成包含該固態(tài)粒子的一薄膜。
本發(fā)明的化學氣相沉積反應器可在無須使用光罩層的情形下制作出沉積變化橫越成長方向、且具有較新的物理性質及較佳的結構品質的微復合、奈米復合材料的薄膜。
權利要求
1.一種化學氣相沉積反應器，包括一反應管；一基板，設于該反應管內；一第一氣體輸入管，與該反應管相連接，用以提供一第一氣體；一第二氣體輸入管，與該反應管相連接，用以提供一第二氣體；以及一固態(tài)粒子供應裝置，與該反應管相連接，用以供應一固態(tài)粒子；其中，該第一氣體及該第二氣體彼此混合后根據(jù)一化學反應于該基板上形成包含該固態(tài)粒子的薄膜。
2.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該反應管的設置方式是選自水平設置及鉛垂設置其中之一。
3.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該反應管的制材為石英。
4.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該基板的制材是選自石英及藍寶石其中之一。
5.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于還包括一加熱器，用以提供發(fā)生該化學反應所需的溫度。
6.如權利要求5所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該加熱器是套設于該反應管的一外部加熱器。
7.如權利要求5所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該加熱器是連接于該基板的一內部加熱器。
8.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該第一氣體是選自氯化鎵及三甲基鎵其中之一。
9.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該第二氣體是氨氣。
10.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該第一氣體及第二氣體中還具有一稀釋氣體，該稀釋氣體是氮氣及氫氣的混合。
11.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該固態(tài)粒子供應裝置是選自一固態(tài)粒子輸入管及一固態(tài)粒子容置槽其中之一。
12.如權利要求11所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該固態(tài)粒子容置槽是設于該反應管內。
13.如權利要求12所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該固態(tài)粒子容置槽還具有一壓電驅動器，用以擾動該固態(tài)粒子。
14.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該固態(tài)粒子是選自二氧化硅、以及氮化鎵銦和氮化鎵鋁的混合其中之一。
15.如權利要求1所述的化學氣相沉積反應器，其特征在于該薄膜的結構是選自微結構及奈米結構其中之一。
全文摘要
本發(fā)明有關一種化學氣相沉積反應器，是由一反應管、一基板、一第一氣體輸入管、一第二氣體輸入管以及一固態(tài)粒子源所構成，借由該第一氣體輸入管及該第二氣體輸入管所分別提供的主反應氣體彼此混合后，再根據(jù)其處于適當溫度之下的氫化物或金屬有機氣相沉積反應，于該基板上形成包含該固態(tài)粒子的薄膜；該化學氣相沉積反應器可在無須使用光罩層的情形下制作出沉積變化橫越成長方向的薄膜。
文檔編號C23C16/44GK1854336SQ20051006684
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月20日 優(yōu)先權日2005年4月20日
發(fā)明者李森田, 優(yōu)瑞·吉歐吉維奇·史瑞特, 優(yōu)瑞·圖馬索維奇·瑞朋, 羅斯南·伊凡諾維奇·葛布諾夫 申請人:華宇電腦股份有限公司