Led外延片反應(yīng)腔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED外延片反應(yīng)腔，包括至少兩個生長區(qū)域，該些生長區(qū)域相互分隔，每一生長區(qū)域均設(shè)置有氣體供給部件，該些生長區(qū)域中至少有兩個生長區(qū)域分別用于生長LED外延片的結(jié)構(gòu)中的不同半導(dǎo)體材料層。本發(fā)明通過在該基座上設(shè)置多個相互分隔的區(qū)域，并將其中的至少兩個區(qū)域作為生長區(qū)域并生長不同的半導(dǎo)體材料，解決了生長不同層時的交叉污染問題，極大地提高了生長材料的均勻性、穩(wěn)定性和光電特性。
【專利說明】LED外延片反應(yīng)腔
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，特別涉及一種LED外延片反應(yīng)腔。
【背景技術(shù)】
[0002]自氮化鎵(GaN)基第三代半導(dǎo)體材料的興起，藍(lán)光發(fā)光二極管(LightEmittingDiode, LED)研制成功，LED的發(fā)光強(qiáng)度和白光發(fā)光效率不斷提高。LED被認(rèn)為是下一代進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的新型固態(tài)光源，因此得到廣泛關(guān)注；LED外延片生長設(shè)備也成為當(dāng)下技術(shù)研究的熱點。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的LED外延片反應(yīng)腔包括噴淋頭1、基座2和加熱器3，該些加熱器3用于給該基座2加熱。使用時，如圖1-2所示，將多個基片9放置于該基座2上，然后開啟該噴淋頭I將氣體生成材料噴射于該些基片9上,氣體生長材料的分子會在加熱時裂解并與其它材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如，NH3裂解出的N原子與金屬Ga原子生成GaN分子，PH3 (磷烷)裂解出的P原子與金屬In (銦)原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成InP分子。通過累積這些II1-V族元素或I1-VI族元素形成的分子，最終可形成相應(yīng)的原子或分子層。
[0004]現(xiàn)有的LED外延片反應(yīng)腔存在以下問題:交叉污染問題，現(xiàn)有技術(shù)的LED外延片各層都在同一反應(yīng)腔生長完成，各層之間會發(fā)生交叉污染，特別是η型摻雜層對多量子阱(MQff)層的污染，從而影響了 LED外延片的質(zhì)量。
[0005]因此研究并開發(fā)一種具有較少交叉污染并且穩(wěn)定性高的LED外延片反應(yīng)腔尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的LED外延片反應(yīng)腔存在交叉污染的缺陷，提供一種LED外延片反應(yīng)腔，該LED外延片反應(yīng)腔能夠解決上述提及的問題。
[0007]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題:
[0008]一種LED外延片反應(yīng)腔，包括至少兩個生長區(qū)域，該些生長區(qū)域相互分隔，每一生長區(qū)域均設(shè)置有氣體供給部件，該些生長區(qū)域中至少有兩個生長區(qū)域分別用于生長LED外延片的結(jié)構(gòu)中的不同半導(dǎo)體材料層。
[0009]較佳的，該些生長區(qū)域的形狀為扇形并且環(huán)形排列。
[0010]較佳的，該LED外延片包括依次層疊設(shè)置的η型摻雜層、發(fā)光層、P型摻雜層，該些生長區(qū)域中的兩個生長區(qū)域為第一生長區(qū)域和第二生長區(qū)域，該第一生長區(qū)域用于至少生長該η型摻雜層，該第二生長區(qū)域用于至少生長該發(fā)光層。
[0011]較佳的，該LED外延片反應(yīng)腔包括四個生長區(qū)域，該四個生長區(qū)域分別為預(yù)生長區(qū)域、η型摻雜層生長區(qū)域、發(fā)光層生長區(qū)域和P型摻雜層生長區(qū)域，
[0012]該預(yù)生長區(qū)域用于對基片進(jìn)行熱處理和生長緩沖層；
[0013]該η型摻雜層生長區(qū)域用于生長η型摻雜層；
[0014]該發(fā)光層生長區(qū)域用于生長發(fā)光層；[0015]該P(yáng)型摻雜層生長區(qū)域用于生長P型摻雜層。
[0016]較佳的，該LED外延片反應(yīng)腔還包括一輔助區(qū)域，該輔助區(qū)域用于對LED外延片進(jìn)行退火處理和/或?qū)ED外延片進(jìn)行檢測。
[0017]較佳的，該發(fā)光層包括多層量子阱。
[0018]較佳的，該LED外延片反應(yīng)腔還包括多個用于分隔相鄰兩個區(qū)域的氣簾或分隔板，該些分隔板能夠伸入到LED外延片反應(yīng)腔中以隔離該些區(qū)域和從該LED外延片反應(yīng)腔中回縮以使得該些區(qū)域相互連通。
[0019]較佳的，對LED外延片進(jìn)行檢測包括測試該發(fā)光層的電致發(fā)光譜或光致發(fā)光譜。
[0020]較佳的，該些生長區(qū)域均具有用于加熱基片且獨立工作的加熱器。
[0021]較佳的，該LED外延片反應(yīng)腔具有一用于為該些區(qū)域抽真空的抽氣系統(tǒng)。
[0022]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:
[0023]通過在該基座上設(shè)置多個相互分隔的區(qū)域，并將其中的至少兩個區(qū)域作為生長區(qū)域并生長不同的半導(dǎo)體材料，解決了生長不同層時的交叉污染問題，極大地提高了生長材料的均勻性、穩(wěn)定性和光電特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有的LED外延片反應(yīng)腔的主視圖。
[0025]圖2為現(xiàn)有的LED外延片反應(yīng)腔的基座的俯視圖。
`[0026]圖3為本發(fā)明實施例1的LED外延片反應(yīng)腔的俯視圖。
[0027]圖4為本發(fā)明實施例2的LED外延片反應(yīng)腔的俯視圖。
[0028]圖5為本發(fā)明實施例3的LED外延片反應(yīng)腔的俯視圖。
[0029]圖6為本發(fā)明實施例4的LED外延片反應(yīng)腔的俯視圖。
[0030]圖7為本發(fā)明實施例4的MOCVD反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]附圖標(biāo)記說明:
[0032]嗔淋頭:1基座:2
[0033]加熱器:3基片:9
[0034]第一生長區(qū)域:4分隔板:5
[0035]第二生長區(qū)域:6第一生長區(qū)域:40
[0036]氣簾:50第二生長區(qū)域:60
[0037]中轉(zhuǎn)裝置:70預(yù)生長區(qū)域:41
[0038]η型摻雜層生長區(qū)域:42 發(fā)光層生長區(qū)域:43
[0039]P型摻雜層生長區(qū)域:44 輔助區(qū)域:45
[0040]氣簾:51基片裝載區(qū):410
[0041]預(yù)生長區(qū)域:420η型摻雜層生長區(qū)域:430
[0042]發(fā)光層生長區(qū)域:440 P型摻雜層生長區(qū)域:450
[0043]輔助區(qū)域:460外延片卸載區(qū):470
[0044]MOCVD 反應(yīng)器:8
[0045]源供給系統(tǒng):81流星控制系統(tǒng):82
[0046]電控系統(tǒng):83報警系統(tǒng):84【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0048]實施例1
[0049]本實施例的LED外延片反應(yīng)腔包括兩個相互分隔的區(qū)域和一中轉(zhuǎn)裝置，如圖3所示，該些區(qū)域包括一第一生長區(qū)域4和一第二生長區(qū)域6，該第一生長區(qū)域4和該第二生長區(qū)域6通過一分隔板5進(jìn)行分隔，且其內(nèi)部均設(shè)置有一噴淋頭，該些噴淋頭可以獨立控制。該中轉(zhuǎn)裝置用于支撐數(shù)個基片9。該LED外延片反應(yīng)腔還包括一個分隔板5，該分隔板5用于分隔該些區(qū)域，并從該LED外延片反應(yīng)腔中回縮以使得該些區(qū)域相互連通。該第一生長區(qū)域4和該第二生長區(qū)域6可以共用同一抽氣系統(tǒng)。
[0050]該第一生長區(qū)域4用于在該些基片9上淀積生長第一薄膜；
[0051]該中轉(zhuǎn)裝置用于將該些基片9從該第一生長區(qū)域4輸送至該第二生長區(qū)域6 ；
[0052]該第二生長區(qū)域6用于在該些基片上淀積生長第二薄膜。
[0053]使用時，用戶可以操縱該LED外延片反應(yīng)腔生長發(fā)光器件外延片，例如，生長表1所示的多量子阱LED外延片，藍(lán)寶石基片(厚度和摻雜濃度均為現(xiàn)有參數(shù))為現(xiàn)有的較成熟的產(chǎn)品，可以從市場中購得。`
[0054]表1
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該LED外延片反應(yīng)腔包括至少兩個生長區(qū)域，該些生長區(qū)域相互分隔，每一生長區(qū)域均設(shè)置有氣體供給部件，該些生長區(qū)域中至少有兩個生長區(qū)域分別用于生長LED外延片的結(jié)構(gòu)中的不同半導(dǎo)體材料層。
2.如權(quán)利要求1所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該些生長區(qū)域的形狀為扇形并且環(huán)形排列。
3.如權(quán)利要求1所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該LED外延片包括依次層疊設(shè)置的η型摻雜層、發(fā)光層、P型摻雜層，該些生長區(qū)域中的兩個生長區(qū)域為第一生長區(qū)域和第二生長區(qū)域，該第一生長區(qū)域用于至少生長該η型摻雜層，該第二生長區(qū)域用于至少生長該發(fā)光層。
4.如權(quán)利要求1所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該LED外延片反應(yīng)腔包括四個生長區(qū)域，該四個生長區(qū)域分別為預(yù)生長區(qū)域、η型摻雜層生長區(qū)域、發(fā)光層生長區(qū)域和P型摻雜層生長區(qū)域， 該預(yù)生長區(qū)域用于對基片進(jìn)行熱處理和生長緩沖層； 該η型摻雜層生長區(qū)域用于生長η型摻雜層； 該發(fā)光層生長區(qū)域用于生長發(fā)光層； 該P(yáng)型摻雜層生長區(qū)域用于生長P型摻雜層。
5.如權(quán)利要求3所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該LED外延片反應(yīng)腔還包括一輔助區(qū)域，該輔助區(qū)域用于對LED外延片進(jìn)行退火處理和/或?qū)ED外延片進(jìn)行檢測。
6.如權(quán)利要求4所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該發(fā)光層包括多層量子阱。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該LED外延片反應(yīng)腔還包括多個用于分隔相鄰兩個區(qū)域的氣簾或分隔板，該些分隔板能夠伸入到LED外延片反應(yīng)腔中以隔離該些區(qū)域和從該LED外延片反應(yīng)腔中回縮以使得該些區(qū)域相互連通。
8.如權(quán)利要求5所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，對LED外延片進(jìn)行檢測包括測試該發(fā)光層的電致發(fā)光譜或光致發(fā)光譜。
9.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該些生長區(qū)域均具有用于加熱基片且獨立工作的加熱器。
10.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的LED外延片反應(yīng)腔，其特征在于，該LED外延片反應(yīng)腔具有一用于為該些區(qū)域抽真空的抽氣系統(tǒng)。
【文檔編號】H01L21/205GK103824801SQ201210465057
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】陳勇, 梁秉文, 喬徽 申請人:光達(dá)光電設(shè)備科技（嘉興）有限公司