晶片承载器轨道 发明背景发明领域 本发明的实施方案大体上涉及用于气相沉积的装置和方法， 并且更具体地涉及化 学气相沉积系统、 反应器及其工艺。
相关技术的描述
光电器件或太阳能器件、 半导体器件或其他电子器件通常通过利用多种制造工艺 来处理衬底的表面而被制造。这些制造工艺可以包括沉积、 退火、 蚀刻、 掺杂、 氧化、 氮化和 许多其他工艺。外延层剥离技术 (ELO) 是较不普遍的用于制造薄膜器件和材料的技术， 其 中材料层被沉积至生长衬底上， 然后被从生长衬底除去。 外延层、 膜或材料通过化学气相沉 积 (CVD) 工艺或金属有机物 CVD(MOCVD) 工艺被生长或沉积在布置于生长衬底例如砷化镓 晶片上的牺牲层上。然后， 牺牲层在湿酸浴 (wet acidbath) 中被选择性地蚀刻掉， 同时外 延材料在 ELO 蚀刻过程期间被从生长衬底分离。被隔离的外延材料可以是薄层或膜， 其通 常被称为 ELO 膜或外延膜。每个外延膜通常对于特定的器件， 例如光电器件或太阳能器件、 半导体器件或其他电子器件包括多个不同组分的层。
CVD 工艺包括通过气相化学前驱体 (vapor phase chemical precursor) 的反应来 生长或沉积外延膜。在 MOCVD 工艺期间， 化学前驱体中的至少一种是金属有机化合物， 即具 有金属原子和至少一个包含有机片段的配体的化合物。
对于非常不同的应用有多种类型的 CVD 反应器。例如， CVD 反应器包括单一的或 块体的晶片反应器、 大气压力和低压力反应器、 环境温度和高温反应器、 以及等离子强化反 应器。这些不同的设计提出了在 CVD 工艺期间遇到的多种挑战， 例如耗尽效应、 污染问题、 反应器维护、 处理能力和生产成本。
因此， 需要在衬底上生长外延膜和材料比通过目前已知的 CVD 设备和工艺更有 效、 具有较少污染、 较高处理能力和较低成本的 CVD 系统、 反应器和工艺。
发明概述
本发明的实施方案大体上涉及用于化学气相沉积 (CVD) 工艺的装置和方法。在一 个实施方案中， 提供用于使晶片承载器在气相沉积反应器系统内漂浮和横移的晶片承载器 轨道 (wafer carrier track)， 晶片承载器轨道包括 ： 轨道组件的上部， 其被布置在轨道组 件的下部上 ； 气体空腔， 其被形成在轨道组件的上部和下部之间 ； 导向路径， 其沿着上部的 上表面延伸 ； 以及两个侧表面， 两个侧表面沿着导向路径并且在导向路径上方并且平行于 彼此延伸， 其中导向路径在两个侧表面之间延伸。 晶片承载器轨道还具有多个气体孔， 多个 气体孔在导向路径内并且从上部的上表面延伸， 穿过上部， 并且进入气体空腔中 ； 以及被布 置在轨道组件的一端处的上搭接接合部 (upper lap joint) 和被布置在轨道组件的相对端 处的下搭接接合部， 其中上搭接接合部沿着两个侧表面和导向路径的一部分延伸， 并且下 搭接接合部具有比轨道组件的导向路径和两个侧表面延伸得更远的上表面。 在某些实施例 中， 轨道组件的上部和 / 或下部每个独立地包括石英。轨道组件的下部可以是石英板。轨
道组件的上部和下部可以被熔合在一起。
在其他实施例中， 气体口从轨道组件的上部的侧表面延伸， 穿过轨道组件的上部 的一部分， 并且进入气体空腔中。气体口可以被用于使漂浮气体流动经过轨道组件的侧表 面， 流入气体空腔中并且从在轨道组件的上表面上的多个气体孔流出。多个气体孔的数量 可以是约 10 个孔至约 50 个孔， 优选约 20 个孔至约 40 个孔。每个气体孔可以具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直径。
在另一个实施方案中， 晶片承载器轨道具有被布置在导向路径上的漂浮晶片承载 器 (levitating wafer carrier)。在某些实施例中， 漂浮晶片承载器具有被布置在下表面 内的至少一个凹陷窝 (indentation pocket)。在其他实施例中， 漂浮晶片承载器具有被布 置在下表面内的至少两个凹陷窝。
在其他实施方案中， 晶片承载器轨道系统可以包括被布置为端至端串联的两个或 更多个晶片承载器轨道。在一个实施方案中， 提供晶片承载器轨道系统， 包括 ： 第一晶片承 载器轨道的上搭接接合部， 其被布置在第二晶片承载器轨道的下搭接接合部上 ； 排气口， 其 被形成在第一晶片承载器轨道的上搭接接合部和第二晶片承载器轨道的下搭接接合部之 间； 以及第一导向路径， 其在第一晶片承载器轨道的上表面上且与第二晶片承载器轨道的 上表面上的第二导向路径对准。在某些实施例中， 第二晶片承载器轨道的上搭接接合部可 以被布置在第三晶片承载器轨道的下搭接接合部上。 在另一个实施方案中， 提供用于使晶片承载器在气相沉积反应器系统内漂浮和横 移的晶片承载器轨道， 晶片承载器轨道包括轨道组件， 其具有在其内形成的气体空腔 ； 导向 路径， 其沿着轨道组件的上表面延伸 ； 多个气体孔， 其在导向路径内并且从轨道组件的上表 面延伸并且延伸进入气体空腔中 ； 以及被布置在轨道组件的一端处的上搭接接合部和被 布置在轨道组件的相对端处的下搭接接合部， 其中上搭接接合部沿着导向路径的一部分延 伸， 并且下搭接接合部具有比轨道组件的导向路径延伸得更远的上表面。
附图简述
为了本发明的上文叙述的特征可以被详细地理解， 在上文简要地概括的本发明更 具体的描述可以参照实施方案， 其中的某些实施方式在附图中图示。然而， 将注意， 附图仅 图示了本发明的典型的实施方案， 并且因此将不被认为是对本发明范围的限制， 因为本发 明可以允许其他等效的实施方案。
图 1A-1E 描绘了根据本文描述的实施方案的 CVD 反应器 ；
图 1F 描绘了根据本文描述的另一个实施方案的被耦合于温度调节系统的 CVD 反 应器 ；
图 2A-2C 描绘了根据本文描述的实施方案的反应器盖子组件 ；
图 2D 描绘了根据本文描述的实施方案的反应器盖子支撑件 ；
图 3 描绘了根据本文描述的实施方案的反应器体组件 ；
图 4A-4E 描绘了根据本文描述的实施方案的晶片承载器轨道 ；
图 5A-5D 描绘了根据本文描述的实施方案的隔离器组件 ；
图 6 描绘了根据本文描述的实施方案的加热灯组件 ；
图 7A-7D 描绘了根据本文描述的实施方案的淋喷头组件 ；
图 8A-8D 描绘了根据本文描述的实施方案的排气组件 ；
图 9A-9F 描绘了根据本文描述的实施方案的包括多个 CVD 反应器的 CVD 系统 ；
图 10A-10B 描绘了根据本文描述的实施方案的灯 ；
图 11A-11F 描绘了多个根据本文描述的其他实施方案的灯 ；
图 12A-12B 描绘了根据本文描述的另一个实施方案的漂浮衬底承载器 ； 以及
图 12C-12E 描绘了根据本文描述的另一个实施方案的其他漂浮衬底承载器。
详细描述
本发明的实施方案大体上涉及化学气相沉积 (CVD)， 例如金属有机物 CVD(MOCVD) 工艺， 的装置和方法。如本文提出的， 本发明的实施方案被描述为涉及大气压力 CVD 反应器 以及金属有机物前驱体气体。然而， 将注意， 本发明的各方面不限于用于大气压力 CVD 反应 器或金属有机物前驱体气体， 而还可适用于其他类型的反应器系统和前驱体气体。为了更 好地理解本发明的装置以及其使用方法的新颖性， 下文参照附图。
根据本发明的一个实施方案， 提供大气压力 CVD 反应器。CVD 反应器可以被用于 提供在衬底例如砷化镓衬底上的多重外延层。这些外延层可以包括砷化铝镓、 砷化镓和砷 化镓磷 (phosphorous gallium arsenide)。这些外延层可以在砷化镓衬底上生长， 以进行 之后的除去， 使得衬底可以再使用以生成另外的材料。在一个实施方案中， CVD 反应器可以 被用于提供太阳能电池。这些太阳能电池还可以包括单结、 异质结或其他配置。在一个实 施方案中， CVD 反应器可以被配置为在 10 厘米乘 10 厘米的衬底上产生 2.5 瓦特晶片。在 一个实施方案中， CVD 反应器可以提供约 1 个衬底每分钟至约 10 个衬底每分钟的处理量范 围。 图 1A-1E 描绘了反应器 100， 其是 CVD 反应器或室， 如本文描述的实施方案中描述 的。反应器 100 包括被布置在反应器体组件 102 上的反应器盖子组件 200。反应器盖子组 件 200 和其部件在图 2A-2D 中进一步图示， 并且反应器体组件 102 在图 3 中进一步图示。
反应器盖子组件 200 包括被布置在两个淋喷头， 即淋喷头组件 700， 之间的注入器 或隔离器， 即隔离器组件 500。反应器盖子组件 200 还包括排气组件 800。图 1C 描绘了包 括两个沉积站， 例如室站 160、 162， 的反应器 100。室站 160 包括淋喷头组件 700 和隔离器 组件 500， 并且室站 162 包括淋喷头组件 700 和排气组件 800。在一个实施方案中， 隔离器 组件 500 可以被用于流动气体以将两个淋喷头组件 700 从彼此分离， 并且排气组件 800 可 以被用于将反应器 100 的内部环境从另一个被连接于面板 112 的反应器隔离。
在本文描述的许多实施方案中， 淋喷头组件 700 中的每个可以是模块化的淋喷头 组件， 隔离器组件 500 中的每个可以是模块化的隔离器组件， 并且排气组件 800 中的每个可 以是模块化的排气组件。淋喷头组件 700、 隔离器组件 500 和 / 或排气组件 800 中的任何可 以被从反应器盖子组件 200 除去， 并且被相同的或不同的组件代替， 如对于具体的工艺条 件来说期望的。淋喷头组件 700、 隔离器组件 500 和 / 或排气组件 800 的模块化组件可以被 独立地配置以定位在 CVD 反应器系统内。
在本文描述的可选择的实施方案中， 提供反应器 100 的其他配置， 而不是在附图 中图示的。在一个实施方案中， 反应器 100 的反应器盖子组件 200 包括被两个淋喷头组件 700 分隔的三个排气组件 800， 使得反应器盖子组件 200 相继地包括第一排气组件、 第一淋 喷头组件、 第二排气组件、 第二淋喷头组件和第三排气组件。在另一个实施方案中， 反应器 100 的反应器盖子组件 200 包括被两个淋喷头组件 700 分隔的三个隔离器组件 500， 使得反
应器盖子组件 200 相继地包括第一隔离器组件、 第一淋喷头组件、 第二隔离器组件、 第二淋 喷头组件和第三隔离器组件。
在另一个实施方案中， 反应器 100 的反应器盖子组件 200 包括被两个淋喷头组件 700 分隔的两个隔离器组件 500 和一个排气组件 800， 使得反应器盖子组件 200 相继地包括 第一隔离器组件、 第一淋喷头组件、 第二隔离器组件、 第二淋喷头组件和第一排气组件。在 另一个实施例中， 反应器盖子组件 200 可以相继地包括第一隔离器组件、 第一淋喷头组件、 第一排气组件、 第二淋喷头组件和第二隔离器组件。在另一个实施例中， 反应器盖子组件 200 可以相继地包括第一排气组件、 第一淋喷头组件、 第一隔离器组件、 第二淋喷头组件和 第二隔离器组件。
在另一个实施方案中， 反应器 100 的反应器盖子组件 200 包括被两个淋喷头组件 700 分隔的两个排气组件 800 和一个隔离器组件 500， 使得反应器盖子组件 200 相继地包括 第一排气组件、 第一淋喷头组件、 第二排气组件、 第二淋喷头组件和第一隔离器组件。在另 一个实施例中， 反应器盖子组件 200 可以相继地包括第一排气组件、 第一淋喷头组件、 第一 隔离器组件、 第二淋喷头组件和第二排气组件。在另一个实施例中， 反应器盖子组件 200 可 以相继地包括第一隔离器组件、 第一淋喷头组件、 第一排气组件、 第二淋喷头组件和第二排 气组件。 反应器体组件 102 包括在一端上的面板 110 和在相对端上的面板 112。面板 110 和 112 可以各自独立地用于将与反应器 100 相似的或不同的另外的反应器耦合在一起， 或 用于耦合端帽、 端板、 晶片 / 衬底把持器或另一个设备。在一个实施例中， 反应器 100 的面 板 110 可以被耦合于另一个反应器 ( 未示出 ) 的面板 112。相似地， 反应器 100 的面板 112 可以被耦合于另一个反应器 ( 未示出 ) 的面板 110。密封器、 隔离件、 O 形环可以被布置在 两个接合的面板之间。在一个实施方案中， 密封器可以包括金属， 例如镍或镍合金。在一 个实施例中， 密封器是刀口金属密封器 (knife edgemetal seal)。在另一个实施方案中， 密封器包括聚合物或弹性体， 例如可从 DuPont Performance Elastomers L.L.C. 获得的 弹性体密封器。 在另一个实施方案中， 密封器可以是螺旋密封器或 H 形密封器。 密封器或 O 形环应当形成气密密封， 以防止或大大地减少环境气体进入反应器 100。反应 器 100 可以在使用或生产期间被保持为几乎没有或完全没有氧气、 水或二氧化碳。在一个 实施方案中， 反应器 100 可以被保持为独立地具有约 100ppb( 份每十亿份 )， 或更低、 优选约 10ppb， 或更低、 更优选约 1ppb， 或更低并且更优选约 100ppt( 份每万亿份 )， 或更低的氧气 浓度、 水浓度和 / 或二氧化碳浓度。
侧部 120 和 130 沿反应器体组件 102 的长度延伸。侧部 120 具有上表面 128， 并且 侧部 130 具有上表面 138。反应器体组件 102 的上表面 114 和 116 在上表面 128 和 138 之 间延伸。上表面 114 在反应器体组件 102 上， 正好在面板 110 内部并且平行于面板 110， 并 且上表面 116 在反应器体组件 102 上， 正好在面板 112 内部并且平行于面板 112。气体入口 123 被耦合于侧部 120 并且从侧部 120 延伸。漂浮气体或载气可以经过气体入口 123 施用 于反应器 100 中。漂浮气体或载气可以包括氮气、 氦气、 氩气、 氢气或其混合物。
图 1F 描绘了根据本文描述的一个实施方案的反应器 100， 包括反应器体组件 102 和反应器盖子组件 200 并且被耦合于温度调节系统 190。温度调节系统 190 在图 1 中被图 示为具有三个热交换器 180a、 180b 和 180c。然而， 温度调节系统 190 可以具有被耦合于反
应器 100 的各个部分并且与反应器 100 的各个部分流体连通的 1、 2、 3、 4、 5 或更多个热交换 器。热交换器 180a、 180b 或 180c 中的每个可以包括至少一个液体供应部 182 和至少一个 液体返回部 184。每个液体供应部 182 可以通过导管 186 被耦合于反应器 100 上的入口并 且与反应器 100 上的入口流体连通， 并且每个液体返回部 184 可以通过导管 186 被耦合于 反应器 100 上的出口并且与反应器 100 上的出口流体连通。导管 186 可以包括管、 管路、 软 管、 其他中空管线或其组合。阀 188 可以在液体供应部 182 和入口之间的每个导管 186 上 使用或在液体返回部 184 和出口之间的每个导管 186 上使用。
反应器体组件 102 被耦合于作为热调节系统一部分的至少一个热交换器并且与 作为热调节系统一部分的该至少一个热交换器流体连通。在某些实施方案中， 反应器体组 件 102 可以被耦合于两个、 三个或更多个热交换器并且与该两个、 三个或更多个热交换器 流体连通。图 1B 描绘了被耦合于反应器 100 的下部分 104 并且与反应器 100 的下部分 104 流体连通并且与热调节系统流体连通的入口 118a 和出口 118b。
在一个实施方案中， 入口 122a、 122b 和 122c 以及出口 126a、 126b 和 126c 被耦合于 侧部 120 并且从侧部 120 延伸。至少一个热交换器被耦合于入口 122a、 122b 和 122c 以及 出口 126a、 126b 和 126c 并且与入口 122a、 122b 和 122c 以及出口 126a、 126b 和 126c 流体 连通。入口 122a、 122b 和 122c 可以接收来自热交换器的液体， 并且出口 126a、 126b 和 126c 将液体送回至热交换器。在一个实施方案中， 每个入口 122a、 122b 或 122c 被定位在比每个 相应出口 126a、 126b 或 126c 低的位置中， 使得来自每个入口 122a、 122b 或 122c 的流动液 体向上经过每个连接通路流动至每个相应出口 126a、 126b 或 126c。
在另一个实施方案中， 入口 132a、 132b 和 132c 以及出口 136a、 136b 和 136c 被耦 合于侧部 130 并且从侧部 130 延伸。至少一个热交换器被耦合于入口 132a、 132b 和 132c 以及出口 136a、 136b 和 136c 并且与入口 132a、 132b 和 132c 以及出口 136a、 136b 和 136c 流体连通。入口 132a、 132b 和 132c 可以接收来自热交换器的液体， 并且出口 136a、 136b 和 136c 将液体送回至热交换器。
图 1C-1D 图示了包括流体通路 124a、 124b、 124c、 134a、 134b 和 134c 的反应器体组 件 102。在一个实施例中， 流体通路 124a 在侧部 120 内延伸并且沿反应器体组件 102 的一 部分长度延伸。流体通路 124a 被耦合于入口 122a 和出口 126a 并且与入口 122a 和出口 126a 流体连通。此外， 流体通路 134a 在侧部 130 内延伸并且沿反应器体组件 102 的一部分 长度延伸。流体通路 134a 被耦合于入口 132a 和出口 136a 并且与入口 132a 和出口 136a 流体连通。
在另一个实施例中， 流体通路 124b 在反应器体组件 102 内的搁板或托架臂 146 内 延伸并且沿反应器体组件 102 的一部分长度延伸。流体通路 124b 被耦合于入口 122b 和出 口 126b 并且与入口 122b 和出口 126b 流体连通。此外， 流体通路 134b 在反应器体组件 102 内的搁板或托架臂 146 内延伸并且沿反应器体组件 102 的一部分长度延伸。 流体通路 134b 被耦合于入口 132b 和出口 136b 并且与入口 132b 和出口 136b 流体连通。
在另一个实施例中， 流体通路 124c 从侧部 120 延伸， 经过反应器体组件 102 的宽 度， 并且到达侧部 130。流体通路 124c 被耦合于入口 122c 和出口 132c 并且与入口 122c 和 出口 132c 流体连通。 此外， 流体通路 124c 从侧部 130 延伸， 经过反应器体组件 102 的宽度， 并且到达侧部 130。流体通路 124c 被耦合于入口 126c 和出口 136c 并且与入口 126c 和出口 136c 流体连通。
在另一个实施方案中， 反应器体组件 102 包括被布置在其中的晶片承载器轨道 400 和加热灯组件 600。加热灯系统可以被用于加热被布置在反应器 100 上方和在反应器 100 内的晶片承载器轨道 400、 晶片承载器和晶片 90。晶片承载器轨道 400 可以在搁板例 如托架臂 146 上。通常， 晶片承载器轨道 400 可以被布置在托架臂 146 和夹紧臂 148 之间。 托架臂 146 可以包括横穿其中的流体通路 124b 和 134b。
在一个实施方案中， 隔离件， 例如垫圈或 O 形环， 可以被布置在晶片承载器轨道 400 的下表面和托架臂 146 的上表面之间。 此外， 另一个隔离件， 例如垫圈或 O 形环， 可以被 布置在晶片承载器轨道 400 的上表面和夹紧臂 148 的下表面之间。隔离件可以被用于形成 围绕晶片承载器轨道 400 的空间或缝隙， 这辅助晶片承载器轨道 400 的热控制。在一个实 施例中， 托架臂 146 的上表面可以具有用于容纳隔离件的凹槽。相似地， 夹紧臂 148 的下表 面可以具有用于容纳隔离件的凹槽。
图 2A-2C 描绘了根据本文描述的另一个实施方案的反应器盖子组件 200。反应器 盖子组件 200 包括被布置在盖子支撑件 210 上的淋喷头组件 700 和隔离器组件 500( 室站 160) 和淋喷头组件 700 和排气组件 800( 室站 162)。图 2D 描绘了被容纳在反应器盖子组 件 200 内的盖子支撑件 210， 如在一个实施方案中描述的。盖子支撑件 210 具有下表面 208 和上表面 212。凸缘 220 从盖子支撑件 210 向外延伸并且具有下表面 222。当反应器盖子 组件 200 被布置在反应器体组件 102 上时， 凸缘 220 帮助支撑反应器盖子组件 200。凸缘 220 的下表面 222 可以与反应器体组件 102 的上表面 114、 116、 128 和 138 物理接触。 在一个实施方案中， 淋喷头组件 700 可以被布置在盖子支撑件 210 的淋喷头口 230 和 250 内， 隔离器组件 500 可以被布置在盖子支撑件 210 的隔离器口 240 内， 并且排气组件 800 可以被布置在盖子支撑件 210 的排气口 260 内。气体或排气组件的几何形状通常匹配 各自的口的几何形状。每个淋喷头组件 700 和淋喷头口 230 和 250 可以独立地具有矩形的 或正方形的几何形状。工艺路径， 例如漂浮晶片承载器 480 在制造过程期间在其中沿晶片 承载器轨道 400 向前行进的路径， 沿盖子支撑件 210 的长度以及晶片承载器轨道 400 延伸。
淋喷头口 230 具有长度 232 和宽度 234， 并且淋喷头口 250 具有长度 252 和宽度 254。隔离器组件 500 和隔离器口 240 可以独立地具有矩形的或正方形的几何形状。隔离 器口 240 具有长度 242 和宽度 244。排气组件 800 和排气口 260 可以独立地具有矩形的或 正方形的几何形状。排气口 260 具有长度 262 和宽度 264。
工艺路径沿淋喷头口 230 的长度 232 和其中的第一淋喷头组件延伸， 沿隔离器口 240 的长度 242 和其中的隔离器组件延伸， 沿淋喷头口 250 的长度 252 和其中的第二淋喷头 组件延伸， 并且沿排气口 260 的长度 262 和其中的排气组件延伸。此外， 工艺路径垂直于或 实质上垂直于淋喷头口 230 的宽度 234 和其中的第一淋喷头组件延伸， 垂直于或实质上垂 直于隔离器口 240 的宽度 244 和其中的隔离器组件延伸， 垂直于或实质上垂直于淋喷头口 250 的宽度 254 和其中的第二淋喷头组件延伸， 并且垂直于或实质上垂直于排气口 260 的宽 度 264 和其中的排气组件延伸。
在某些实施例中， 第一淋喷头组件 700、 隔离器组件 500、 第二淋喷头组件 700 和排 气组件 800 被连贯地布置为邻近彼此并且沿着沿盖子支撑件的长度延伸的工艺路径。隔离 器组件 500 和排气组件 800 可以每个具有与工艺路径的宽度实质上相同或大于工艺路径宽
度的宽度。 此外， 隔离器组件 500 或排气组件 800 可以独立地具有与第一淋喷头组件 700 和 第二淋喷头组件 700 的宽度实质上相同或大于第一淋喷头组件 700 和第二淋喷头组件 700 宽度的宽度。
在一个实施方案中， 淋喷头组件 700 独立地具有正方形的几何形状， 并且隔离器 组件 500 和排气组件 800 具有正方形的几何形状。在一个实施例中， 隔离器口 240 的宽度 244 和隔离器组件 500 的宽度可以延伸跨过室的内部的宽度。在另一个实施例中， 排气口 260 的宽度 264 和排气组件 800 的宽度可以延伸跨过室的内部的宽度。
在某些实施方案中， 淋喷头口 230 的宽度 234、 淋喷头口 250 的宽度 254 以及每个 淋喷头组件 700 的宽度可以独立地在约 3 英寸至约 9 英寸、 优选约 5 英寸至约 7 英寸的范 围内， 例如宽度为约 6 英寸。此外， 淋喷头口 230 的长度 232、 淋喷头口 250 的长度 252 以及 每个淋喷头组件 700 的长度可以独立地在约 3 英寸至约 9 英寸、 优选约 5 英寸至约 7 英寸 的范围内， 例如长度为约 6 英寸。
在其他实施方案中， 隔离器口 240 的宽度 244 以及隔离器组件 500 的宽度可以独 立地在约 3 英寸至约 12 英寸、 优选约 4 英寸至约 8 英寸、 并且更优选约 5 英寸至约 6 英寸 的范围内。此外， 隔离器口 240 的长度 242 以及隔离器组件 500 的长度可以独立地在约 0.5 英寸至约 5 英寸、 优选约 1 英寸至约 4 英寸、 约 1.5 英寸至约 2 英寸的范围内。 在其他实施方案中， 排气口 260 的宽度 264 以及排气组件 800 的宽度可以独立地 在约 3 英寸至约 12 英寸、 优选约 4 英寸至约 8 英寸、 并且更优选约 5 英寸至约 6 英寸的范 围内。此外， 排气口 260 的长度 262 以及排气组件 800 的长度可以独立地在约 0.5 英寸至 约 5 英寸、 优选约 1 英寸至约 4 英寸、 约 1.5 英寸至约 2 英寸的范围内。
反应器盖子组件 200 可以被耦合于作为热调节系统一部分的至少一个热交换器 并且与作为热调节系统一部分的该至少一个热交换器流体连通。在某些实施方案中， 反应 器盖子组件 200 可以被耦合于两个、 三个或更多个热交换器并且与该两个、 三个或更多个 热交换器流体连通。
反应器盖子组件 200 的热调节系统 190( 图 1F) 包括入口 214a、 216a 和 218a 以 及出口 214b、 216b 和 218b， 如图 2A 中描绘的。每对入口和出口被耦合于延伸贯穿反应器 盖子组件 200 的通路并且与该延伸贯穿反应器盖子组件 200 的通路流体连通。入口 214a、 216a 和 218a 可以接收来自热交换器的液体， 并且出口 214b、 216b 和 218b 将液体送回至 热交换器， 例如热交换器 180a-180c。在某些实施方案中， 温度调节系统 190 利用热交换 器 180a-180c 将反应器体组件 102 和 / 或反应器盖子组件 200 独立地保持在约 250℃至约 350℃、 优选约 275℃至约 325℃、 更优选约 290℃至约 310℃的范围内的温度， 例如保持在约 300℃。
图 2B-2C 图示了流体通路 224、 226 和 228。流体通路 224 被布置在入口 214a 和出 口 214b 之间， 入口 214a 和出口 214b 可以被耦合于热交换器并且与热交换器流体连通。流 体通路 224 被布置在淋喷头组件 700 和排气组件 800 之间。此外， 流体通路 226 被布置在 入口 216a 和出口 216b 之间， 并且流体通路 228 被布置在入口 218a 和出口 218b 之间， 入口 216a 和出口 216b 以及入口 218a 和出口 218b 二者可以独立地被耦合于热交换器并且与热 交换器流体连通。流体通路 226 被布置在淋喷头组件 700 和隔离器组件 500 之间， 并且流 体通路 228 被布置在淋喷头组件 700 和隔离器组件 500 之间。
流体通路 224 被部分地形成在凹槽 213 和板 223 之间。相似地， 流体通路 226 被 部分地形成在凹槽 215 和板 225 之间， 并且流体通路 228 被部分地形成在凹槽 217 和板 227 之间。凹槽 213、 215 和 217 可以被形成在盖子支撑件 210 的下表面 208 内。图 2D 描绘了 分别覆盖凹槽 213、 215 和 217 的板 223、 225 和 227。
在一个实施方案中， 提供用于气相沉积的反应器盖子组件 200， 包括被布置为在盖 子支撑件 210 上邻近彼此的第一淋喷头组件 700 和隔离器组件 500， 以及被布置为在盖子支 撑件 210 上邻近彼此的第二淋喷头组件 700 和排气组件 800， 其中隔离器组件 500 被布置在 第一淋喷头组件 700 和第二淋喷头组件 700 之间， 并且第二淋喷头组件 700 被布置在隔离 器组件 500 和排气组件 800 之间。
在另一个实施方案中， 提供用于气相沉积的反应器盖子组件 200， 包括具有被布置 为在盖子支撑件 210 上邻近彼此的第一淋喷头组件 700 和隔离器组件 500 的室站 160， 以及 具有被布置为在盖子支撑件 210 上邻近彼此的第二淋喷头组件 700 和排气组件 800 的室站 162， 其中隔离器组件 500 被布置在第一淋喷头组件 700 和第二淋喷头组件 700 之间， 并且 第二淋喷头组件 700 被布置在隔离器组件 500 和排气组件 800 之间。
在另一个实施方案中， 提供用于气相沉积的反应器盖子组件 200， 包括被连贯地且 线性地布置为在盖子支撑件 210 上邻近彼此的第一淋喷头组件 700、 隔离器组件 500、 第二 淋喷头组件 700 和排气组件 800， 其中隔离器组件 500 被布置在第一淋喷头组件 700 和第二 淋喷头组件 700 之间， 并且第二淋喷头组件 700 被布置在隔离器组件 500 和排气组件 800 之间。 在另一个实施方案中， 提供用于气相沉积的反应器盖子组件 200， 包括被连贯地且 线性地布置为在盖子支撑件 210 上邻近彼此的第一淋喷头组件 700、 隔离器组件 500、 第二 淋喷头组件 700 和排气组件 800， 并且包括具有至少一个液体或流体通路的温度调节系统 190， 但是温度调节系统 190 通常可以具有延伸贯穿盖子支撑件 210 的两个、 三个或更多个 液体或流体通路， 例如流体通路 224、 226 和 228。 温度调节系统 190 还具有被耦合于流体通 路 224、 226 和 228 并且与流体通路 224、 226 和 228 流体连通的至少一个入口例如入口 214a、 216a 和 218a， 以及至少一个出口例如出口 214b、 216b 和 218b。入口 214a、 216a 和 218a 以 及出口 214b、 216b 和 218b 中的每个可以被独立地耦合于储液器、 热交换器或多个热交换器 例如热交换器 180a、 180b 和 180c， 并且与该储液器、 热交换器或多个热交换器例如热交换 器 180a、 180b 和 180c 流体连通。在一个实施例中， 储液器可以包括或可以是水、 醇、 二醇、 二醇醚、 有机溶剂或其混合物的源。
在一个实施例中， 第一淋喷头组件 700 可以被布置在温度调节系统 190 的延伸穿 过反应器盖子组件 200 的两个独立流体通路之间。 在另一个实施例中， 第二淋喷头组件 700 可以被布置在温度调节系统 190 的延伸穿过反应器盖子组件 200 的两个独立流体通路之 间。在另一个实施例中， 隔离器组件 500 可以被布置在温度调节系统 190 的延伸穿过反应 器盖子组件 200 的两个独立流体通路之间。在另一个实施例中， 排气组件 800 可以被布置 在温度调节系统 190 的延伸穿过反应器盖子组件 200 的两个独立流体通路之间。
在另一个实施方案中， 提供用于气相沉积的反应器盖子组件 200， 包括 ： 具有被布 置为在盖子支撑件 210 上邻近彼此的第一淋喷头组件 700 和隔离器组件 500 的室站 160， 具有被布置为在盖子支撑件 210 上邻近彼此的第二淋喷头组件 700 和排气组件 800 的室站
162， 以及温度调节系统 190， 其中隔离器组件 500 被布置在第一淋喷头组件 700 和第二淋喷 头组件 700 之间。
在一个实施方案中， 第一淋喷头组件 700、 隔离器组件 500、 第二淋喷头组件 700 和 排气组件 800 被连贯地布置为邻近彼此并且沿着盖子支撑件 210 的长度。在某些实施方案 中， 隔离器组件 500 可以具有比第一淋喷头组件 700 或第二淋喷头组件 700 长的宽度。 在其 他实施方案中， 隔离器组件 500 可以具有比第一淋喷头组件 700 或第二淋喷头组件 700 短 的长度。在某些实施方案中， 排气组件 800 可以具有比第一淋喷头组件 700 或第二淋喷头 组件 700 长的宽度。在其他实施方案中， 排气组件 800 可以具有比第一淋喷头组件 700 或 第二淋喷头组件 700 短的长度。
在某些实施例中， 第一淋喷头组件 700、 隔离器组件 500、 第二淋喷头组件 700 和 排气组件 800 独立地具有矩形的几何形状。在其他实施例中， 第一淋喷头组件 700 和第二 淋喷头组件 700 具有正方形的几何形状。盖子支撑件 210 可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系 列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金或其组合的材料， 或由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金或其组合的材料制造。
实施方案提供了 ： 隔离器组件 500 或第一淋喷头组件 700 或第二淋喷头组件 700 中的每个独立地具有 ： 主体 502 或 702， 主体 502 或 702 包括被布置在下部分 504 或 704 上 的上部分 506 或 706 ； 中央通道 516 或 716， 中央通道 516 或 716 延伸穿过上部分 506 或 706 和下部分 504 或 704， 在主体 502 或 702 的内表面 509 或 709 之间， 并且平行于延伸穿过主 体 502 或 702 的中心轴线 501 或 701 ； 以及具有第一多个孔 532 或 732 并且被布置在中央 通道 516 或 716 内的可选择的扩散板 530 或 730。隔离器组件 500 或第一淋喷头组件 700 或第二淋喷头组件 700 独立地具有 ： 上管板 540 或 740， 上管板 540 或 740 具有第二多个孔 542 或 742 并且被布置在中央通道 516 或 716 内并且可选择地在扩散板 530 或 730 下方 ； 以 及下管板 550 或 750， 下管板 550 或 750 具有第三多个孔 552 或 752 并且被在上管板 540 或 740 下方布置在中央通道 516 或 716 内。淋喷头组件 700 或隔离器组件 500 中的任何一个 独立地还可以具有从上管板 540 或 740 延伸至下管板 550 或 750 的多个气体管 580 或 780， 其中气体管 580 或 780 中的每个被耦合于来自第二多个孔 542 或 742 的分别的孔和来自第 三多个孔 552 或 752 的分别的孔， 并且与该来自第二多个孔 542 或 742 的分别的孔和该来 自第三多个孔 552 或 752 的分别的孔流体连通。
在另一个实施方案中， 排气组件 800 包括 ： 主体 802， 主体 802 具有被布置在下部 分 804 上的上部分 806 ； 中央通道 816， 中央通道 816 延伸穿过上部分 806 和下部分 804， 在 主体 802 的内表面 809 之间， 并且平行于延伸穿过主体 802 的中心轴线 801 ； 排气出口 860， 排气出口 860 被布置在主体 802 的上部分 806 上 ； 具有第一多个孔 832 并且被布置在中央 通道 816 内的可选择的扩散板 830 ； 上管板 840， 上管板 840 具有第二多个孔 842 并且被布 置在中央通道 816 内并且可选择地在扩散板 830( 如果存在的话 ) 下方 ； 下管板 850， 下管板 850 具有第三多个孔 852 并且被在上管板 840 下方布置在中央通道 816 内。排气组件 800 还可以包括多个排气管 880， 多个排气管 880 从上管板 840 延伸至下管板 850， 其中排气管 880 中的每个被耦合于来自第二多个孔 842 的分别的孔和来自第三多个孔 852 的分别的孔 并且与该来自第二多个孔 842 的分别的孔和该来自第三多个孔 852 的分别的孔流体连通。
图 4A-4E 描绘了根据本文描述的一个实施方案的晶片承载器轨道 400。在另一个实施方案中， 提供了用于使衬底衬托器 (susceptor) 例如漂浮晶片承载器 480 在气相沉积 反应器系统例如反应器 100 内漂浮和横移的晶片承载器轨道 400， 晶片承载器轨道 400 包 括被布置在晶片承载器轨道 400 的下节段 (lower segment)412 上的晶片承载器轨道 400 的上节段 410。气体空腔 430 被形成在晶片承载器轨道 400 的上节段 410 和下节段 412 之 间。两个侧表面 416 沿着晶片承载器轨道 400 的上节段 410 并且平行于彼此延伸。导向路 径 420 在两个侧表面 416 之间并且沿着上节段 410 的上表面 418 延伸。多个气体孔 438 被 布置在导向路径 420 内并且从上节段 410 的上表面 418 延伸， 穿过上节段 410， 并且进入气 体空腔 430 中。
在另一个实施方案中， 上搭接接合部 440 被布置在晶片承载器轨道 400 的一端处 并且下搭接接合部 450 被布置在晶片承载器轨道 400 的相对端处， 其中上搭接接合部 440 沿着侧表面 416 和导向路径 420 的一部分延伸。上搭接接合部 440 具有比下节段 412 延伸 得更远的下表面 442。下搭接接合部 450 具有比晶片承载器轨道 400 的导向路径 420 和侧 表面 416 延伸得更远的上表面 452。
通常， 晶片承载器轨道 400 的上节段 410 和 / 或下节段 412 可以独立地包括石英。 在某些实施例中， 晶片承载器轨道 400 的下节段 412 可以是石英板。晶片承载器轨道 400 的上节段 410 和下节段 412 可以被熔合在一起。在一个具体的实施例中， 上节段 410 和下 节段 412 二者都包括石英并且被熔合在一起， 形成在它们之间的气体空腔。在晶片承载器 轨道 400 的上节段 410 和 / 或下节段 412 中包括的石英通常是透明的， 但是在某些实施方 案中， 晶片承载器轨道 400 的部分可以包括不透明的石英。
在另一个实施方案中， 气体口 434 从晶片承载器轨道 400 的侧表面 402 延伸并且 延伸入气体空腔 430 中。在一个实施例中， 气体口 434 延伸穿过上节段 410。多个气体孔 438 的数量可以是约 10 个孔至约 50 个孔， 优选约 20 个孔至约 40 个孔。气体孔 438 中的每 个可以具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直 径。
在其他实施方案中， 晶片承载器轨道系统可以包括两个或更多个被布置为端至端 串联的晶片承载器轨道 400， 如在图 4D-4E 中描绘的。在一个实施方案中， 提供晶片承载器 轨道系统， 包括被布置在第二晶片承载器轨道 400 的下搭接接合部 450 上的第一晶片承载 器轨道 400 的上搭接接合部 440 ； 排气口， 排气口被形成在第一晶片承载器轨道 400 的上搭 接接合部 440 和第二晶片承载器轨道 400 的下搭接接合部 450 之间 ； 以及第一导向路径， 第 一导向路径在第一晶片承载器轨道 400 的上表面上且与在第二晶片承载器轨道 400 的上表 面上的第二导向路径对准。 在某些实施例中， 第二晶片承载器轨道 400 的上搭接接合部 440 可以被布置在第三晶片承载器轨道 400( 未示出 ) 的下搭接接合部 450 上。
在另一个实施方案中， 提供了用于使漂浮晶片承载器 480 在气相沉积反应器系统 例如反应器 100 内漂浮和横移的晶片承载器轨道 400， 其包括晶片承载器轨道 400， 晶片承 载器轨道 400 具有在内部形成的气体空腔 430 ； 导向路径 420， 导向路径 420 沿着晶片承载 器轨道 400 的上表面延伸 ； 多个气体孔 438， 多个气体孔 438 在导向路径 420 内并且从晶片 承载器轨道 400 的上表面延伸并且延伸入气体空腔 430 中 ； 以及上搭接接合部 440， 上搭接 接合部 440 被布置在晶片承载器轨道 400 的一端处 ； 以及下搭接接合部 450， 下搭接接合部 450 被布置在晶片承载器轨道 400 的相对端处， 其中上搭接接合部 440 沿导向路径 420 的一部分延伸并且下搭接接合部 450 具有比晶片承载器轨道 400 的导向路径 420 延伸得更远的 上表面。
至少一个侧表面可以被布置在晶片承载器轨道 400 上并且沿着导向路径 420 且在 导向路径 420 上方延伸。 在某些实施例中， 两个侧表面 416 被布置在晶片承载器轨道 400 上 并且沿着导向路径 420 且在导向路径 420 上方延伸。导向路径 420 可以在两个侧表面 416 之间延伸。在一个实施方案中， 晶片承载器轨道 400 的上节段 410 可以被布置在晶片承载 器轨道 400 的下节段 412 上。晶片承载器轨道 400 的上节段 410 可以具有沿着上表面延伸 的导向路径 420。气体空腔 430 可以被形成在晶片承载器轨道 400 的上节段 410 和下节段 412 之间。在某些实施例中， 晶片承载器轨道 400 的上节段 410 和下节段 412 可以被熔合 在一起。在某些实施方案中， 晶片承载器轨道 400 包括石英。晶片承载器轨道 400 的上节 段 410 和下节段 412 可以独立地包括石英。在一个实施例中， 晶片承载器轨道 400 的下节 段 412 是石英板。
在其他实施方案中， 气体口 434 从晶片承载器轨道 400 的侧表面延伸并且延伸进 入气体空腔 430 中。气体口 434 可以被用于使漂浮气体流动经过晶片承载器轨道 400 的侧 表面， 流动进入气体空腔 430 中并且从在晶片承载器轨道 400 的上表面上的多个气体孔 438 流出。多个气体孔 438 的数量可以是约 10 个孔至约 50 个孔， 优选约 20 个孔至约 40 个孔。 每个气体孔 438 可以具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸 的范围内的直径。 在另一个实施方案中， 图 12A-12E 描绘了漂浮晶片承载器 480， 漂浮晶片承载器 480 可以被用于将衬底携带经过多种包括如本文描述的 CVD 反应器的处理室， 以及其他用 于沉积或蚀刻的处理室。漂浮晶片承载器 480 具有短侧 471、 长侧 473、 上表面 472 和下表 面 474。 漂浮晶片承载器 480 被图示为具有矩形的几何形状， 但是还可以具有正方形的几何 形状、 圆形的几何形状或其他几何形状。漂浮晶片承载器 480 可以包括石墨或其他材料， 或 由石墨或其他材料形成。漂浮晶片承载器 480 通常行进穿过 CVD 反应器， 使短侧 471 面向 前并且长侧 473 面向 CVD 反应器的侧面。
图 12A-12B 描绘了根据本文描述的一个实施方案的漂浮晶片承载器 480。图 12A 图示了包括上表面 472 上的 3 个凹陷 475 的漂浮晶片承载器 480 的俯视图。晶片或衬底在 工艺期间可以被定位在凹陷 475 内， 同时被输送穿过 CVD 反应器。虽然被图示为具有 3 个 凹陷 475， 但是上表面 472 可以具有更多或更少的凹陷， 包括没有凹陷。 例如， 漂浮晶片承载 器 480 的上表面 472 可以包括 0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 12 或更多个用于容纳晶片或衬底 的凹陷。在某些实施例中， 一个晶片 / 衬底或多重晶片 / 衬底可以被直接地布置在不具有 凹陷的上表面 472 上。
图 12B 图示了包括下表面 474 上的凹陷 478 的漂浮晶片承载器 480 的仰视图， 如 在本文的一个实施方案中描述的。凹陷 478 可以被用于在气垫 (gas cushion) 被引入到漂 浮晶片承载器 480 下方时帮助使漂浮晶片承载器 480 漂浮。气体流可以被引导在凹陷 478 处， 凹陷 478 积聚气体以形成气垫。漂浮晶片承载器 480 的下表面 474 可以没有凹陷， 或可 以具有一个凹陷 478( 图 12B)、 两个凹陷 478( 图 12C-12E)、 三个凹陷 478( 未示出 ) 或更多 个。凹陷 478 中的每个可以具有直的或锥形的侧面。在一个实施例中， 每个凹陷 478 具有 锥形的侧面， 使得侧面 476 比具有更多角度渐变的侧面 477 陡峭或陡。在凹陷 478 内的侧
面 477 可以是锥形的， 以补偿在漂浮晶片承载器 480 上的热梯度。此外， 侧面 477 可以是锥 形的或有角度的， 以帮助形成气穴 (air pocket) 并且以在将漂浮晶片承载器 480 提升和沿 着晶片承载器轨道 400 运动 / 横移时将气穴保持在漂浮晶片承载器 480 下方。在另一个实 施例中， 凹陷 478 具有直的或实质上直的侧面和锥形的侧面， 使得侧面 476 是直的或实质上 直的， 并且侧面 477 具有锥形 / 角度， 或侧面 477 是直的或实质上直的， 并且侧面 476 具有 锥形 / 角度。可选择地， 凹陷 478 可以具有全部直的侧面， 使得侧面 476 和 477 是直的或实 质上直的。
在另一个实施方案中， 图 12C-12E 图示了包括下表面 474 上的两个凹陷 478 的漂 浮晶片承载器 480 的仰视图。两个凹陷 478 在气垫被引入到漂浮晶片承载器 480 下方时帮 助使漂浮晶片承载器 480 漂浮。气体流可以被引导在凹陷 478 处， 凹陷 478 积聚气体以形 成气垫。凹陷 478 可以具有直的或锥形的侧面。在一个实施例中， 如在图 10E 中图示的， 凹 陷 478 可以具有全部直的侧面， 使得侧面 476 和 477 是直的， 例如垂直于下表面 474 的平面。 在另一个实施例中， 如在图 10F 中图示的， 凹陷 478 具有全部锥形的侧面， 使得侧面 476 比 具有更多角度渐变的侧面 477 陡峭或陡。在凹陷 478 内的侧面 477 可以是锥形的， 以补偿 在漂浮晶片承载器 480 上的热梯度。可选择地， 凹陷 478 可以具有直的侧面和锥形的侧面 的组合， 使得侧面 476 是直的并且侧面 477 具有锥形， 或侧面 477 是直的并且侧面 476 具有 锥形。 漂浮晶片承载器 480 包括从下表面 474 延伸至上表面 472 并且延伸至任何被布置 在上表面 472 上的衬底的热通量。热通量可以被处理系统的内压力和长度二者控制。漂浮 晶片承载器 480 的轮廓可以是锥形的， 以补偿来自其他源的热损失。在工艺期间， 热通过漂 浮晶片承载器 480 的边缘例如短侧 471 和长侧 473 而损失。然而， 热损失可以通过减少漂 浮中通道的缝隙来允许更多热通量进入漂浮晶片承载器 480 的边缘而被补偿。
在另一个实施方案中， 晶片承载器轨道 400 包括被布置在导向路径 420 上的漂浮 晶片承载器 480。 在某些实施例中， 漂浮晶片承载器 480 具有被布置在下表面内的至少一个 凹陷窝。在其他实施例中， 漂浮晶片承载器 480 具有被布置在下表面内的至少两个凹陷窝。
图 5A-5D 描绘了根据本文描述的实施方案的用于气相沉积室例如反应器 100 的隔 离器组件 500。在一个实施方案中， 隔离器组件 500 包括具有上部分 506 和下部分 504 的主 体 502， 以及延伸穿过主体 502 的上部分 506 和下部分 504 的中央通道 516。上部分 506 包 括上表面 507。中央通道 516 在主体 502 的内表面 509 之间并且平行于延伸穿过主体 502 的中心轴线 501 延伸。扩散板 530 包括多个气体孔 532 并且被布置在中央通道 516 内。在 一个实施例中， 扩散板 530 被布置在凸缘或突出部分 (ledge)510 上。在另一个实施例中， 隔离器组件 500 不包括被布置在其中的扩散板 530。
隔离器组件 500 还包括具有多个气体孔 542 并且被在扩散板 530 下方布置在中 央通道 516 内的上管板 540。隔离器组件 500 还包括具有多个气体孔 552 并且被在上管板 540 下方布置在中央通道 516 内的下管板 550。多个气体管 580 从上管板 540 延伸至下管 板 550， 其中每个管被耦合于来自多个气体孔 542 的分别的孔和来自多个气体孔 552 的分别 的孔， 并且与该来自多个气体孔 542 的分别的孔和该来自多个气体孔 552 的分别的孔流体 连通。在本文描述的许多实施方案中， 气体管 580 中的每个平行于或实质上平行于彼此并 且平行于中心轴线 501 延伸。在可选择的实施方案 ( 未示出 ) 中， 气体管 580 中的每个可
以以相对于中心轴线 501 的预先确定的角度延伸， 例如在约 1°至约 15°或更大的范围内。
隔离器组件 500 可以被用于通过提供经过入口孔 (inlet port)522 并且进入空腔 538、 548 和 558 的流动路径来分散气体， 例如吹扫气体、 前驱体气体和 / 或载气。空腔 538 被形成在中央通道 516 内在上板 520 和扩散板 530 之间。空腔 548 被形成在中央通道 516 内在扩散板 530 和上管板 540 之间。空腔 558 被形成在中央通道 516 内在上管板 540 和下 管板 550 之间。
在另一个实施方案中， 隔离器组件 500 包括 ： 主体 502， 主体 502 包括上部分 506 和 下部分 504， 其中上部分 506 包括在下部分 504 上延伸的凸缘 ； 中央通道 516， 中央通道 516 延伸穿过主体 502 的上部分 506 和下部分 504， 在主体 502 的内表面 509 之间， 并且平行于 延伸穿过主体 502 的中心轴线 501 ； 扩散板 530， 扩散板 530 包括多个气体孔 532 并且被布置 在中央通道 516 内 ； 上管板 540， 上管板 540 包括多个气体孔 542 并且被在扩散板 530 下方 布置在中央通道 516 内 ； 下管板 550， 下管板 550 包括多个气体孔 552 并且被在上管板 540 下方布置在中央通道 516 内 ； 以及多个气体管 580， 多个气体管 580 从上管板 540 延伸至下 管板 550， 其中每个管被耦合于来自多个气体孔 542 的分别的孔和来自多个气体孔 552 的分 别的孔， 并且与该来自多个气体孔 542 的分别的孔和该来自多个气体孔 552 的分别的孔流 体连通。
在另一个实施方案中， 隔离器组件 500 包括 ： 主体 502， 主体 502 包括上部分 506 和 下部分 504， 其中上部分 506 比下部分 504 从主体 502 的中心轴线 501 毗邻地延伸更远， 并 且下部分 504 比上部分 506 平行于中心轴线 501 延伸得更远 ； 中央通道 516， 中央通道 516 延伸穿过主体 502 的上部分 506 和下部分 504， 在主体 502 的内表面 509 之间， 并且平行于 中心轴线 501 ； 扩散板 530， 扩散板 530 包括多个气体孔 532 并且被布置在中央通道 516 内 ； 上管板 540， 上管板 540 包括多个气体孔 542 并且被在扩散板 530 下方布置在中央通道 516 内； 下管板 550， 下管板 550 包括多个气体孔 552 并且被在上管板 540 下方布置在中央通道 516 内 ； 以及多个气体管 580， 多个气体管 580 从上管板 540 延伸至下管板 550， 其中每个管 被耦合于来自多个气体孔 542 的分别的孔和来自多个气体孔 552 的分别的孔， 并且与该来 自多个气体孔 542 的分别的孔和该来自多个气体孔 552 的分别的孔流体连通。
在另一个实施方案中， 隔离器组件 500 包括 ： 主体 502， 主体 502 包括上部分 506 和 下部分 504 ； 中央通道 516， 中央通道 516 延伸穿过主体 502 的上部分 506 和下部分 504， 在 主体 502 的内表面 509 之间， 并且平行于延伸穿过主体 502 的中心轴线 501 ； 扩散板 530， 扩 散板 530 包括多个气体孔 532 并且被布置在中央通道 516 内 ； 上管板 540， 上管板 540 包括 多个气体孔 542 并且被在扩散板 530 下方布置在中央通道 516 内 ； 以及下管板 550， 下管板 550 包括多个气体孔 552 并且被在上管板 540 下方布置在中央通道 516 内。
在另一个实施方案中， 隔离器组件 500 包括 ： 主体 502， 主体 502 包括上部分 506 和下部分 504 ； 中央通道 516， 中央通道 516 延伸穿过主体 502 的上部分 506 和下部分 504， 在主体 502 的内表面 509 之间， 并且平行于延伸穿过主体 502 的中心轴线 501 ； 上管板 540， 上管板 540 包括多个气体孔 532 并且被在扩散板 530 下方布置在中央通道 516 内 ； 下管板 550， 下管板 550 包括多个气体孔 542 并且被在上管板 540 下方布置在中央通道 516 内 ； 以 及多个气体管 580， 多个气体管 580 从上管板 540 延伸至下管板 550， 其中每个管被耦合于 来自多个气体孔 532 的分别的孔和来自多个气体孔 542 的分别的孔， 并且与该来自多个气体孔 532 的分别的孔和该来自多个气体孔 542 的分别的孔流体连通。
在某些实施方案中， 隔离器组件 500 是模块化的淋喷头组件。主体 502 的上部分 506 和下部分 504 可以独立地包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合 金或其组合的材料。在一个实施例中， 主体 502 的上部分 506 和下部分 504 每个独立地包 括不锈钢或其合金。
在一个实施方案中， 隔离器组件 500 包括被布置在主体 502 的上部分 506 上的气 体入口 560。上板 520 可以被布置在主体 502 的上部分 506 的上表面上， 并且气体入口 560 可以被布置在板上。板可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金 或其组合的材料。在某些实施例中， 板具有延伸穿过其的入口孔 522。气体入口 560 具有 延伸穿过入口孔 522 的入口管 564。入口喷嘴 562 可以被耦合于入口管 564 的一端并且被 布置在板上方。在另一个实施例中， 淋喷头主体的上部分 506 的上表面具有围绕中央通道 516 的凹槽 508。O 形环可以被布置在凹槽 508 内。扩散板 530 可以被布置到在中央通道 516 内从主体 502 的侧表面突出的突出部分或凸缘上。
在一个实施方案中， 多个气体管 580 可以具有数量在约 500 个管至约 1,500 个管、 优选约 700 个管至约 1,200 个管并且更优选约 800 个管至约 1,000 个管的范围内的管， 例 如具有约 900 个管。在某些实施例中， 每个管可以具有在约 0.5cm 至约 2cm、 优选约 0.8cm 至约 1.2cm 的范围内的长度， 例如具有约 1cm 的长度。在其他实施例中， 每个管可以具有在 约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直径。在某些实 施例中， 管是皮下注射针。 管可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其 合金或其组合的材料， 或由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金或其 组合的材料制造。
在一个实施方案中， 在扩散板 530 上的多个气体孔 532 中的每个孔具有比在上管 板 540 上的多个气体孔 542 中的每个孔大的直径。此外， 在扩散板 530 上的多个气体孔 532 中的每个孔具有比在下扩散板上的多个气体孔 552 中的每个孔大的直径。此外， 在上管板 540 上的多个气体孔 542 中的每个孔具有与在下管板 550 上的多个气体孔 552 中的每个孔 相同的直径或实质上相同的直径。
在一个实施方案中， 扩散板 530 可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金或其组合的材料， 或由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金或其组合的材料制造。扩散板 530 可以包括数量在约 20 个孔至约 200 个孔、 优选约 25 个孔至约 55 个孔并且更优选约 40 个孔至约 60 个孔的范围内的孔。扩散板 530 的每个 孔可以具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直 径。在另一个实施方案中， 上管板 540 和 / 或下管板 550 可以独立地包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金或其组合的材料， 或独立地由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金或其组合的材料制造。上管板 540 和 / 或下管板 550 可以独立地具有约 500 个孔至约 1,500 个孔， 优选约 700 个孔至约 1,200 个孔， 并且更优选 约 800 个孔至约 1,000 个孔。上管板 540 和 / 或下管板 550 的每个孔可以独立地具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直径。在另一个实 施方案中， 隔离器组件 500 可以具有在约 10 个孔 / 平方英寸 ( 孔每平方英寸 ) 至约 60 个 孔 / 平方英寸、 优选约 15 个孔 / 平方英寸至约 45 个孔 / 平方英寸并且更优选约 20 个孔 /平方英寸至约 36 个孔 / 平方英寸的范围内的管气体孔密度和 / 或数量。
在一个实施例中， 隔离器组件 500 的主体 502 的上部分 506 的上表面是金属板。 在 其他实施例中， 隔离器组件 500 可以具有矩形的几何形状或正方形的几何形状。在另一个 实施方案中， 隔离器组件 500 的主体 502 还包括温度调节系统。温度调节系统， 例如温度调 节系统 190， 可以包括在主体 502 内延伸的流体通路 518， 并且可以具有被耦合于流体通路 518 并且与流体通路 518 流体连通的入口 514a 和出口 514b。入口 514a 和出口 514b 可以 被独立地耦合于在温度调节系统 190 内的储液器或至少一个热交换器例如热交换器 180a、 180b 或 180c， 并且与该在温度调节系统 190 内的储液器或至少一个热交换器例如热交换器 180a、 180b 或 180c 流体连通， 如在图 1F 中描绘的。
图 6 描绘了加热灯组件 600 以及在气相沉积反应器系统内的晶片承载器或衬底支 撑件， 加热灯组件 600 可以被用于加热晶片或衬底， 如在本文的实施方案中描述的。在一个 实施方案中， 提供加热灯组件 600， 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支撑基部 602 的 上表面 606 上并且包括第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 多个灯 624， 多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第二灯保持器 620b， 其中每个灯 624 具有分裂灯丝 (split filament) 或非分裂灯丝 ； 以及反射器 650， 布置在支撑基部 602 上表面 606 上的反射器 650 被布置在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间。
在另一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支 撑基部 602 的上表面 606 上并且包括第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 第一多个 灯 624， 第一多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第二灯保持器 620b， 其中第一多个灯 中的每个灯具有分裂灯丝 ； 第二多个灯 624， 第二多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至 第二灯保持器 620b， 其中第二多个灯中的每个灯具有非分裂灯丝 ； 以及反射器 650， 反射器 650 被在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间布置在支撑基部 602 的上表面 606 上。
在另一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支 撑基部 602 的上表面 606 上并且包括第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 第一多个灯 624， 第一多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第二灯保持器 620b， 其中第一多个灯中 的每个灯具有分裂灯丝 ； 第二多个灯 624， 第二多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第 二灯保持器 620b， 其中第二多个灯中的每个灯具有非分裂灯丝， 并且第一多个灯 624 被相 继地或交替地布置在第二多个灯 624 之间同时在第一灯保持器和第二灯保持器之间延伸。 此外， 反射器 650 可以被在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间布置在支撑基部 602 的上表面 606 上。
在另一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支 撑基部 602 的上表面 606 上并且包括第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 多个灯 624， 多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第二灯保持器 620b， 其中多个灯 624 包括被相继 地或交替地布置在彼此之间的第一组灯和第二组灯， 第一组灯中的每个灯包括分裂灯丝， 并且第二组灯中的每个灯包括非分裂灯丝 ； 以及反射器 650， 反射器 650 被在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间布置在支撑基部 602 的上表面 606 上。
在另一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支 撑基部 602 的上表面 606 上并且包括第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 多个柱 622，多个柱 622 被布置在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 上 ； 多个灯 624， 多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第二灯保持器 620b， 其中每个灯具有分裂灯丝或非分裂灯丝 ； 以及反射器 650， 反射器 650 被在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间布置在支撑 基部 602 的上表面 606 上。
在另一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支 撑基部 602 的上表面 606 上并且包括第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 多个柱 622， 多个柱 622 被布置在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 上 ； 多个灯 624， 多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第二灯保持器 620b， 其中每个灯具有分裂灯丝或非分裂灯丝， 并且每个灯具有被布置在第一灯保持器 620a 上的两个柱 622 之间的第一端， 以及被布置在 第二灯保持器 620b 上的两个柱 622 之间的第二端 ； 以及反射器 650， 反射器 650 被在第一 灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间布置在支撑基部 602 的上表面 606 上。
在另一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支 撑基部 602 的上表面 606 上并且包括第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 多个柱 622， 多个柱 622 被布置在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 上 ； 多个灯 624， 多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第二灯保持器 620b， 其中每个灯具有被布置在第一灯保持器 620a 上的两个柱 622 之间的第一端， 以及被布置在第二灯保持器 620b 上的两个柱 622 之间 的第二端 ； 以及反射器 650， 反射器 650 被在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间 布置在支撑基部 602 的上表面 606 上。
在另一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支 撑基部 602 的上表面 606 上并且包括第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 多个柱 622， 多个柱 622 被布置在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 上 ； 多个灯 624， 多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至第二灯保持器 620b ； 以及反射器 650， 反射器 650 被在第一灯 保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间布置在支撑基部 602 的上表面 606 上。
在另一个实施方案中， 提供用于气相沉积反应器系统的加热灯组件 600， 加热灯组 件 600 包括 ： 灯壳体 610， 灯壳体 610 被布置在支撑基部 602 的上表面 606 上并且包括第一 灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b ； 多个灯 624， 多个灯 624 从第一灯保持器 620a 延伸至 第二灯保持器 620b ； 以及反射器 650， 反射器 650 被在第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间布置在支撑基部 602 的上表面 606 上。
在一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括反射器 650， 和 / 或反射器 650 的上表面 包括反射性金属， 例如金、 银、 铜、 铝、 镍、 铬、 其合金、 或其组合。 在许多实施例中， 反射器 650 和 / 或反射器 650 的上表面包括金或金合金。晶片承载器轨道 400 的下表面可以被暴露于 从加热灯组件 600 内的灯 624 放射的和从反射器 650、 反射器 650 的上表面和 / 或每个镜子 652 反射的辐射。放射的辐射被反应器 100 内的晶片承载器轨道 400、 漂浮晶片承载器 460 和晶片 90 吸收。 在本文描述的工艺的某些实施方案中， 晶片承载器轨道 400、 漂浮晶片承载 器 460 和 / 或晶片 90 可以每个独立地被放射的辐射加热至在约 250℃至约 350℃、 优选约 275℃至约 325℃、 优选约 290℃至约 310℃的范围内的温度， 例如加热到约 300℃。
加热灯组件 600 可以包括至少一个镜子 652， 至少一个镜子 652 沿着支撑基部 602 的上表面 606 延伸并且可以垂直于或实质上垂直于支撑基部 602 的上表面 606。在某些实 施例中， 镜子 652 可以是每个灯保持器 620a 或 620b 的内侧表面， 该内侧表面具有被沉积或以其他方式布置在其上的反射性覆层。在其他实施例中， 镜子 652 可以是被附接或粘附于 每个灯保持器 620a 或 620b 的内侧表面的预制造的或模块化的镜子或反射性材料。至少 一个镜子 652 被大体上定位为以相对于表面 606 的平面成大约 90°角的方式面向反射器 650。 优选地， 在本文描述的另一个实施方案中， 加热灯组件 600 包括两个沿着支撑基部 602 的上表面 606 延伸的镜子 652。两个镜子可以垂直于或实质上垂直于支撑基部 602 的上表 面 606， 并且两个镜子 652 可以面向彼此， 使反射器 650 在它们之间。两个镜子 652 中的每 个以相对于表面 606 的平面成大约 90°角的方式面向反射器 650。每个镜子和 / 或每个镜 子 652 的上表面包括反射性金属， 例如金、 银、 铜、 铝、 镍、 铬、 其合金、 或其组合。在许多实施 例中， 每个镜子 652 和 / 或每个镜子 652 的上表面包括金或金合金。
在可选择的实施方案 ( 未示出 ) 中， 每个镜子 652 可以被定位为以相对于表面 606 的平面成大于 90°角的方式略微地远离反射器 650 而朝向， 例如以在从大于 90°至约 135°的范围内的角度。以大于 90°的角度定位的镜子 652 可以被用于将能量引向晶片承 载器轨道 400、 漂浮晶片承载器 460 或反应器 100 内的其他部分或表面。 在可选择的实施方 案中， 加热灯组件 600 可以包括沿着支撑基部 602 的上表面 606 的三个或更多个镜子 652。
加热灯组件 600 内的多个灯 624 的数量可以是约 10 个灯至约 100 个灯， 优选约 20 个灯至约 50 个灯， 并且更优选约 30 个灯至约 40 个灯。在一个实施例中， 加热灯组件 600 包括约 34 个灯。实施方案提供每个灯可以与电源、 独立开关和控制器电接触。控制器可以 被用于独立地控制每个灯的动力。
在其他实施方案中， 加热灯组件 600 内的支撑基部 602 和每个灯保持器 620a 或 620b 可以独立地包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合 的材料， 或独立地由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金或其组合的 材料制造。在某些实施例中， 第一灯保持器 620a 或第二灯保持器 620b 可以独立地包括不 锈钢或其合金， 或由不锈钢或其合金制造。第一灯保持器 620a 或第二灯保持器 620b 可以 独立地具有在约 2,000W/m2-K 至约 3,000W/m2-K、 优选约 2,300W/m2-K 至约 2,700W/m2-K 的 范围内的冷却系数。在一个实施例中， 冷却系数是约 2,500W/m2-K。在其他实施方案中， 第 一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 每个具有在约 0.001 英寸至约 0.1 英寸的范围内的 厚度。
根据本文描述的多个实施方案， 图 10A 描绘了非分裂灯丝灯 670， 并且图 10B 描绘 了分裂灯丝灯 680。非分裂灯丝灯 670 包括灯泡 672 和非分裂灯丝 674， 并且分裂灯丝灯 680 包括灯泡 682 和非分裂灯丝 684。 多个灯 624， 如在本文的实施方案中描述的， 通常包括 非分裂灯丝灯 670、 分裂灯丝灯 680、 或非分裂灯丝灯 670 和分裂灯丝灯 680 的组合。
图 11A-11F 描绘了不同的多个灯， 其可以是灯 624 并且被用于调整在气相沉积反 应器例如反应器 100 内的晶片承载器轨道例如晶片承载器轨道 400、 晶片承载器或衬底支 撑件例如漂浮晶片承载器 480 和 / 或晶片或衬底例如晶片 90 的热曲线， 如在本文的实施方 案中描述的。在一个实施方案中， 图 11A 图示了包括全部是非分裂灯丝灯 670 的多个灯， 并 且图 11B 图示了包括全部是分裂灯丝灯 680 的多个灯。 在另一个实施方案中， 图 11C 图示了 相继地或交替地包括非分裂灯丝灯 670 和分裂灯丝灯 680 的多个灯。在其他实施方案中， 图 11D 图示了在每两个非分裂灯丝灯 670 之间包括分裂灯丝灯 680 的多个灯， 并且图 11E 图 示了在每两个分裂灯丝灯 680 之间包括非分裂灯丝灯 670 的多个灯。图 11F 图示了相继地或交替地包括非分裂灯丝灯 670 和分裂灯丝灯 680 的多个灯， 然而每个灯比图 11A-11E 中 的灯被更远离彼此地间隔开。
在其他实施方案中， 提供用于通过加热灯组件 600 来加热气相沉积反应器系统例 如反应器 100 内的衬底或衬底衬托器例如漂浮晶片承载器 480 的方法， 方法包括将衬底衬 托器的下表面暴露于从加热灯组件 600 放射的能量， 并且将衬底衬托器加热至预先确定的 温度， 其中加热灯组件 600 包括被布置在支撑基部 602 的上表面 606 上并且包括至少一个 灯保持器 620a 或 620b 的灯壳体 610， 从灯保持器中的至少一个延伸的多个灯 624， 以及被 布置在支撑基部 602 的上表面 606 上， 邻近灯保持器并且在灯下方的反射器 650。
方法的实施方案还提供 ： 加热灯组件 600 包括具有分裂灯丝灯 680 的灯、 具有非分 裂灯丝的灯、 或包括分裂灯丝或非分裂灯丝的灯的组合。 在一个实施方案中， 灯中的每个具 有分裂灯丝灯 680。分裂灯丝灯 680 可以具有在第一端和第二端之间的中央部。分裂灯丝 灯 680 的第一端和第二端可以被保持为比分裂灯丝灯 680 的中央部的温度高。因此， 衬底 衬托器的外边缘可以被保持为比衬底衬托器的中央点的温度高。
在另一个实施方案中， 灯中的每个具有非分裂灯丝灯 670。 非分裂灯丝灯 670 可以 具有在第一端和第二端之间的中央部。非分裂灯丝灯 670 的中央部可以被保持为比非分裂 灯丝灯 670 的第一端和第二端的温度高。因此， 衬底衬托器的中央点可以被保持为比衬底 衬托器的外边缘的温度高。 在另一个实施方案中， 多个灯 624 具有分裂灯丝灯和非分裂灯丝灯。在一个实施 方案中， 分裂灯丝灯 680 和非分裂灯丝灯 670 被相继地布置在彼此之间。 每个灯可以独立地 与电源和控制器电接触。方法还包括独立地调整流动至每个灯的电量。在一个实施例中， 分裂灯丝灯 680 可以具有在第一端和第二端之间的中央部。分裂灯丝灯 680 的第一端和第 二端可以被保持为比分裂灯丝灯 680 的中央部的温度高。因此， 衬底衬托器的外边缘可以 被保持为比衬底衬托器的中央点的温度高。在另一个实施例中， 非分裂灯丝灯 670 可以具 有在第一端和第二端之间的中央部。非分裂灯丝灯 670 的中央部可以被保持为比非分裂灯 丝灯 670 的第一端和第二端的温度高。因此， 衬底衬托器的中央点可以被保持为比衬底衬 托器的外边缘的温度高。
在各种实施方案中， 方法提供 ： 衬底衬托器可以是衬底承载器或晶片承载器。 灯壳 体 610 可以具有第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b。第一灯保持器 620a 和第二灯保 持器 620b 可以平行于或实质上平行于彼此。在一个实施例中， 反射器 650 可以被布置在第 一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 之间。第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 每 个具有在约 0.001 英寸至约 0.1 英寸的范围内的厚度。灯保持器的预先确定的厚度帮助保 持灯保持器的恒定的温度。因此， 第一灯保持器 620a 和第二灯保持器 620b 可以每个独立 地被保持为在约 275℃至约 375℃、 优选约 300℃至约 350℃的范围内的温度。
图 7A-7D 描绘了根据本文描述的实施方案的用于气相沉积室例如反应器 100 的淋 喷头组件 700。在一个实施方案中， 淋喷头组件 700 包括具有上部分 706 和下部分 704 的主 体 702， 以及延伸穿过主体 702 的上部分 706 和下部分 704 的中央通道 716。上部分 706 包 括上表面 707。中央通道 716 在主体 702 的内表面 709 之间并且平行于延伸穿过主体 702 的中心轴线 701 延伸。扩散板 730 包括多个气体孔 732 并且被布置在中央通道 716 内。在 一个实施例中， 扩散板 730 被布置在凸缘或突出部分 710 上。在另一个实施例中， 淋喷头组
件 700 不包括被布置在其中的可选择的扩散板 730。
淋喷头组件 700 还包括具有多个气体孔 742 并且被在扩散板 730 下方布置在中央 通道 716 内的上管板 740。淋喷头组件 700 还包括具有多个气体孔 752 并且被布置在中央 通道 716 内在上管板 740 下方的下管板 750。多个气体管 780 从上管板 740 延伸至下管板 750， 其中每个管被耦合于来自多个气体孔 742 的分别的孔和来自多个气体孔 752 的分别的 孔， 并且与该来自多个气体孔 742 的分别的孔和该来自多个气体孔 752 的分别的孔流体连 通。在本文描述的许多实施方案中， 气体管 780 中的每个平行于或实质上平行于彼此并且 平行于中心轴线 701 延伸。在可选择的实施方案 ( 未示出 ) 中， 气体管 780 中的每个可以 以相对于中心轴线 701 成预先确定的角度延伸， 例如在约 1°至约 15°或更大的范围内的 角度。
淋喷头组件 700 可以被用于通过提供经过入口孔 722 并且进入空腔 738、 748 和 758 的流动路径来分散气体， 例如吹扫气体、 前驱体气体和 / 或载气。空腔 738 在中央通道 716 内被形成于上板 720 和扩散板 730 之间。空腔 748 在中央通道 716 内被形成在扩散板 730 和上管板 740 之间。空腔 758 在中央通道 716 内被形成在上管板 740 和下管板 750 之 间。
在另一个实施方案中， 淋喷头组件 700 包括主体 702， 主体 702 包括上部分 706 和 下部分 704， 其中上部分 706 包括在下部分 704 上延伸的凸缘 ； 中央通道 716， 中央通道 716 延伸穿过主体 702 的上部分 706 和下部分 704， 在主体 702 的内表面 709 之间， 并且平行于 延伸穿过主体 702 的中心轴线 701 ； 扩散板 730， 扩散板 730 包括多个气体孔 732 并且被布置 在中央通道 716 内 ； 上管板 740， 上管板 740 包括多个气体孔 742 并且被在扩散板 730 下方 布置在中央通道 716 内 ； 下管板 750， 下管板 750 包括多个气体孔 752 并且被在上管板 740 下方布置在中央通道 716 内 ； 以及多个气体管 780， 多个气体管 780 从上管板 740 延伸至下 管板 750， 其中每个管被耦合于来自多个气体孔 742 的分别的孔和来自多个气体孔 752 的分 别的孔， 并且与该来自多个气体孔 742 的分别的孔和该来自多个气体孔 752 的分别的孔流 体连通。
在另一个实施方案中， 淋喷头组件 700 包括主体 702， 主体 702 包括上部分 706 和 下部分 704， 其中上部分 706 比下部分 704 从主体 702 的中心轴线 701 毗邻地延伸得更远， 并且下部分 704 比上部分 706 平行于中心轴线 701 延伸得更远 ； 中央通道 716， 中央通道 716 延伸穿过主体 702 的上部分 706 和下部分 704， 在主体 702 的内表面 709 之间， 并且平行于 中心轴线 701 ； 扩散板 730， 扩散板 730 包括多个气体孔 732 并且被布置在中央通道 716 内 ； 上管板 740， 上管板 740 包括多个气体孔 742 并且被在扩散板 730 下方布置在中央通道 716 内； 下管板 750， 下管板 750 包括多个气体孔 752 并且被在上管板 740 下方布置在中央通道 716 内 ； 以及多个气体管 780， 多个气体管 780 从上管板 740 延伸至下管板 750， 其中每个管 被耦合于来自多个气体孔 742 的分别的孔和来自多个气体孔 752 的分别的孔， 并且与该来 自多个气体孔 742 的分别的孔和该来自多个气体孔 752 的分别的孔流体连通。
在另一个实施方案中， 淋喷头组件 700 包括 ： 主体 702， 主体 702 包括上部分 706 和 下部分 704 ； 中央通道 716， 中央通道 716 延伸穿过主体 702 的上部分 706 和下部分 704， 在 主体 702 的内表面 709 之间， 并且平行于延伸穿过主体 702 的中心轴线 701 ； 扩散板 730， 扩 散板 730 包括多个气体孔 732 并且被布置在中央通道 716 内 ； 上管板 740， 上管板 740 包括多个气体孔 742 并且被在扩散板 730 下方布置在中央通道 716 内 ； 以及下管板 750， 下管板 750 包括多个气体孔 752 并且被在上管板 740 下方布置在中央通道 716 内。
在另一个实施方案中， 淋喷头组件 700 包括 ： 主体 702， 主体 702 包括上部分 706 和下部分 704 ； 中央通道 716， 中央通道 716 延伸穿过主体 702 的上部分 706 和下部分 704， 在主体 702 的内表面 709 之间， 并且平行于延伸穿过主体 702 的中心轴线 701 ； 上管板 740， 上管板 740 包括多个气体孔 732 并且被在扩散板 730 下方布置在中央通道 716 内 ； 下管板 750， 下管板 750 包括多个气体孔 742 并且被在上管板 740 下方布置在中央通道 716 内 ； 以 及多个气体管 780， 多个气体管 780 从上管板 740 延伸至下管板 750， 其中每个管被耦合于 来自多个气体孔 732 的分别的孔和来自多个气体孔 742 的分别的孔， 并且与该来自多个气 体孔 732 的分别的孔和该来自多个气体孔 742 的分别的孔流体连通。
在某些实施方案中， 淋喷头组件 700 是模块化的淋喷头组件。主体 702 的上部分 706 和下部分 704 可以独立地包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合 金、 或其组合的材料。在一个实施例中， 主体 702 的上部分 706 和下部分 704 每个独立地包 括不锈钢或其合金。
在一个实施方案中， 淋喷头组件 700 包括被布置在主体 702 的上部分 706 上的气 体入口 760。上板 720 可以被布置在主体 702 的上部分 706 的上表面上， 并且气体入口 760 可以被布置在板上。 板可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料。在某些实施例中， 板具有延伸穿过其的入口孔 722。气体入口 760 具有 延伸穿过入口孔 722 的入口管 764。入口喷嘴 762 可以被耦合于入口管 764 的一端并且被 布置在板上方。在另一个实施例中， 淋喷头主体的上部分 706 的上表面具有围绕中央通道 716 的凹槽 708。O 形环可以被布置在凹槽 708 内。扩散板 730 可以被布置到在中央通道 716 内从主体 702 的侧表面突出的突出部分或凸缘上。
在一个实施方案中， 多个气体管 780 可以具有数量在约 500 个管至约 1,500 个管、 优选约 700 个管至约 1,200 个管并且更优选约 800 个管至约 1,000 个管的范围内的管， 例 如具有约 900 个管。在某些实施例中， 每个管可以具有在约 0.5cm 至约 2cm、 优选约 0.8cm 至约 1.2cm 的范围内的长度， 例如具有约 1cm 的长度。在其他实施例中， 每个管可以具有在 约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直径。在某些实 施例中， 管是皮下注射针。 管可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其 合金、 或其组合的材料， 或由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或 其组合的材料制造。
在一个实施方案中， 扩散板 730 上的多个气体孔 732 中的每个孔具有比上管板 740 上的多个气体孔 742 中的每个孔大的直径。此外， 扩散板 730 上的多个气体孔 732 中的每 个孔具有比下扩散板上的多个气体孔 752 中的每个孔大的直径。此外， 上管板 740 上的多 个气体孔 742 中的每个孔具有与下管板 750 上的多个气体孔 752 中的每个孔相同的直径或 实质上相同的直径。
在一个实施方案中， 扩散板 730 可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料， 或由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料制造。扩散板 730 可以包括数量在约 20 个孔至约 200 个孔、 优选约 25 个孔至约 75 个孔并且更优选约 40 个孔至约 60 个孔的范围内的孔。扩散板 730的每个孔可以具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围 内的直径。在另一个实施方案中， 上管板 740 和 / 或下管板 750 可以独立地包括诸如钢、 不 锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料， 或独立地由诸如钢、 不锈 钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料制造。上管板 740 和 / 或下 管板 750 可以独立地具有约 500 个孔至约 1,500 个孔， 优选约 700 个孔至约 1,200 个孔， 并 且更优选约 800 个孔至约 1,000 个孔。上管板 740 和 / 或下管板 750 的每个孔可以独立地 具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直径。在 另一个实施方案中， 淋喷头组件 700 可以具有在约 10 个孔 / 平方英寸 ( 孔每平方英寸 ) 至 约 60 个孔 / 平方英寸、 优选约 15 个孔 / 平方英寸至约 45 个孔 / 平方英寸并且更优选约 20 个孔 / 平方英寸至约 36 个孔 / 平方英寸的范围内的管气体孔密度和 / 或数量。
在一个实施例中， 淋喷头组件 700 的主体 702 的上部分 706 的上表面是金属板。 在 其他实施例中， 淋喷头组件 700 可以具有矩形的几何形状或正方形的几何形状。在另一个 实施方案中， 淋喷头组件 700 的主体 702 还包括温度调节系统。温度调节系统， 例如温度调 节系统 190， 可以包括在主体 702 内延伸的液体通路或流体通路 718， 并且可以具有被耦合 于流体通路 718 并且与流体通路 718 流体连通的入口 714a 和出口 714b。入口 714a 和出 口 714b 可以被独立地耦合于温度调节系统 190 内的储液器或至少一个热交换器例如热交 换器 180a、 180b 或 180c， 并且与该温度调节系统 190 内的储液器或至少一个热交换器例如 热交换器 180a、 180b 或 180c 流体连通， 如在图 1F 中描绘的。
图 8A-8D 描绘了根据本文描述的实施方案的用于气相沉积室例如反应器 100 的排 气组件 800。在一个实施方案中， 排气组件 800 包括具有上部分 806 和下部分 804 的主体 802， 以及延伸穿过主体 802 的上部分 806 和下部分 804 的中央通道 816。上部分 806 包括 上表面 807。中央通道 816 在主体 802 的内表面 809 之间并且平行于延伸穿过主体 802 的 中心轴线 801 延伸。扩散板 830 包括多个气体孔 832 并且被布置在中央通道 816 内。在一 个实施例中， 扩散板 830 被布置在凸缘或突出部分 810 上。在另一个实施例中， 排气组件 800 不包括被布置在其中的可选择的扩散板 830。
排气组件 800 还包括上管板 840， 上管板 840 具有多个气体孔 842 并且被在扩散板 830 下方布置在中央通道 816 内。排气组件 800 还包括下管板 850， 下管板 850 具有多个气 体孔 854 并且被在上管板 840 下方布置在中央通道 816 内。多个排气管 880 从上管板 840 延伸至下管板 850， 其中每个管被耦合于来自多个气体孔 842 的分别的孔和来自多个气体 孔 854 的分别的孔， 并且与该来自多个气体孔 842 的分别的孔和该来自多个气体孔 854 的 分别的孔流体连通。在本文描述的许多实施方案中， 排气管 880 中的每个平行于或实质上 平行于彼此并且平行于中心轴线 801 延伸。在可选择的实施方案中， 排气管 880 中的每个 可以以相对于中心轴线 801 成预先确定的角度延伸， 例如在约 1°至约 15°或更大的范围 内的角度。
排气组件 800 通过排气口 822 和空腔 838、 848 和 858 抽真空或减小内部压力。空 腔 838 在中央通道 816 内被形成在上板 820 和扩散板 830 之间。空腔 848 在中央通道 816 内被形成在扩散板 830 和上管板 840 之间。空腔 858 在中央通道 816 内被形成在上管板 840 和下管板 850 之间。
在另一个实施方案中， 排气组件 800 包括 ： 主体 802， 主体 802 包括上部分 806 和下部分 804， 其中上部分 806 包括在下部分 804 上延伸的凸缘 ； 中央通道 816， 中央通道 816 延 伸穿过主体 802 的上部分 806 和下部分 804， 在主体 802 的内表面 809 之间， 并且平行于延 伸穿过主体 802 的中心轴线 801 ； 扩散板 830， 扩散板 830 包括多个气体孔 832 并且被布置 在中央通道 816 内 ； 上管板 840， 上管板 840 包括多个气体孔 842 并且被在扩散板 830 下方 布置在中央通道 816 内 ； 下管板 850， 下管板 850 包括多个气体孔 854 并且被在上管板 840 下方布置在中央通道 816 内 ； 以及多个排气管 880， 多个排气管 880 从上管板 840 延伸至下 管板 850， 其中每个管被耦合于来自多个气体孔 842 的分别的孔和来自多个气体孔 854 的分 别的孔， 并且与该来自多个气体孔 842 的分别的孔和该来自多个气体孔 854 的分别的孔流 体连通。
在另一个实施方案中， 排气组件 800 包括 ： 主体 802， 主体 802 包括上部分 806 和下 部分 804， 其中上部分 806 比下部分 804 从主体 802 的中心轴线 801 毗邻地延伸得更远， 并 且下部分 804 比上部分 806 平行于中心轴线 801 延伸得更远 ； 中央通道 816， 中央通道 816 延伸穿过主体 802 的上部分 806 和下部分 804， 在主体 802 的内表面 809 之间， 并且平行于 中心轴线 801 ； 扩散板 830， 扩散板 830 包括多个气体孔 832 并且被布置在中央通道 816 内 ； 上管板 840， 上管板 840 包括多个气体孔 842 并且被在扩散板 830 下方布置在中央通道 816 内； 下管板 850， 下管板 850 包括多个气体孔 854 并且被在上管板 840 下方布置在中央通道 816 内 ； 以及多个排气管 880， 多个排气管 880 从上管板 840 延伸至下管板 850， 其中每个管 被耦合于来自多个气体孔 842 的分别的孔和来自多个气体孔 854 的分别的孔， 并且与该来 自多个气体孔 842 的分别的孔和该来自多个气体孔 854 的分别的孔流体连通。
在另一个实施方案中， 排气组件 800 包括 ： 主体 802， 主体 802 包括上部分 806 和 下部分 804 ； 中央通道 816， 中央通道 816 延伸穿过主体 802 的上部分 806 和下部分 804， 在 主体 802 的内表面 809 之间， 并且平行于延伸穿过主体 802 的中心轴线 801 ； 扩散板 830， 扩 散板 830 包括多个气体孔 832 并且被布置在中央通道 816 内 ； 上管板 840， 上管板 840 包括 多个气体孔 842 并且被在扩散板 830 下方布置在中央通道 816 内 ； 以及下管板 850， 下管板 850 包括多个气体孔 854 并且被在上管板 840 下方布置在中央通道 816 内。
在另一个实施方案中， 排气组件 800 包括 ： 主体 802， 主体 802 包括上部分 806 和下 部分 804 ； 中央通道 816， 中央通道 816 延伸穿过主体 802 的上部分 806 和下部分 804， 在主 体 802 的内表面 809 之间， 并且平行于延伸穿过主体 802 的中心轴线 801 ； 上管板 840， 上管 板 840 包括多个气体孔 832 并且被在扩散板 830 下方布置在中央通道 816 内 ； 下管板 850， 下管板 850 包括多个气体孔 842 并且被在上管板 840 下方布置在中央通道 816 内 ； 以及多 个排气管 880， 多个排气管 880 从上管板 840 延伸至下管板 850， 其中每个管被耦合于来自 多个气体孔 832 的分别的孔和来自多个气体孔 842 的分别的孔， 并且与该来自多个气体孔 832 的分别的孔和该来自多个气体孔 842 的分别的孔流体连通。
在某些实施方案中， 排气组件 800 是模块化的淋喷头组件。 主体 802 的上部分 806 和下部分 804 可以独立地包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料。在一个实施例中， 主体 802 的上部分 806 和下部分 804 每个独立地包括 不锈钢或其合金。
在一个实施方案中， 排气组件 800 包括被布置在主体 802 的上部分 806 上的排气 出口 860。上板 820 可以被布置在主体 802 的上部分 806 的上表面上， 并且排气出口 860 可以被布置在板上。 板可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或 其组合的材料。在某些实施例中， 板具有延伸穿过其的排气口 822。排气出口 860 具有延伸 穿过排气口 822 的排气出口管 864。排气喷嘴 862 可以被耦合于排气出口管 864 的一端并 且被布置在板上方。在另一个实施例中， 淋喷头主体的上部分 806 的上表面具有围绕中央 通道 816 的凹槽 808。O 形环可以被布置在凹槽 808 内。扩散板 830 可以被布置到在中央 通道 816 内从主体 802 的侧表面突出的突出部分或凸缘上。
在一个实施方案中， 多个排气管 880 可以具有数量在约 5 个管至约 50 个管、 优选 约 7 个管至约 30 个管并且更优选约 10 个管至约 20 个管的范围内的管， 例如具有约 14 个 管。在某些实施例中， 每个管可以具有在约 0.5cm 至约 2cm、 优选约 0.8cm 至约 1.2cm 的范 围内的长度， 例如具有约 1cm 的长度。在其他实施例中， 每个管可以具有在约 0.1 英寸至约 0.4 英寸、 优选约 0.2 英寸至约 0.3 英寸的范围内的直径， 例如具有约 0.23 英寸的直径。在 一个实施例中， 排气组件 800 包括单一列的管和孔。
在另一个实施方案中， 多个排气管 880 可以具有数量在约 500 个管至约 1,500 个 管、 优选约 700 个管至约 1,200 个管并且更优选约 800 个管至约 1,000 个管的范围内的管， 例如具有约 900 个管。 在某些实施例中， 每个管可以具有在约 0.5cm 至约 2cm、 优选约 0.8cm 至约 1.2cm 的范围内的长度， 例如具有约 1cm 的长度。在其他实施例中， 每个管可以具有在 约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直径。 在某些实施例中， 管是皮下注射针。管可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料， 或由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料制造。
在一个实施方案中， 扩散板 830 上的多个气体孔 832 中的每个孔具有比上管板 840 上的多个气体孔 842 中的每个孔大的直径。此外， 扩散板 830 上的多个气体孔 832 中的每 个孔具有比下扩散板上的多个气体孔 854 中的每个孔大的直径。此外， 上管板 840 上的多 个气体孔 842 中的每个孔具有与下管板 850 上的多个气体孔 854 中的每个孔相同的直径或 实质上相同的直径。
在一个实施方案中， 扩散板 830 可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料， 或由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料制造。在另一个实施方案中， 扩散板 830 可以包括数量在约 5 个孔至约 50 个孔、 优选约 7 个孔至约 30 个孔并且更优选约 10 个孔至约 20 个孔的范围内 优 的孔， 例如包括约 14 个孔。扩散板 830 的每个孔可以具有在约 0.1 英寸至约 0.4 英寸、 选约 0.2 英寸至约 0.3 英寸的范围内的直径， 例如具有约 0.23 英寸的直径。在一个实施例 中， 扩散板 830 包括单一列的孔。在另一个实施方案中， 扩散板 830 可以包括数量在约 20 个孔至约 200 个孔、 优选约 25 个孔至约 55 个孔并且更优选约 40 个孔至约 60 个孔的范围 内的孔。扩散板 830 的每个孔可以具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优选约 0.01 英寸 至约 0.03 英寸的范围内的直径。
在另一个实施方案中， 上管板 840 和 / 或下管板 850 可以独立地包括诸如钢、 不 锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料， 或独立地由诸如钢、 不锈 钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料制造。 在一个实施方案中， 上 管板 840 和 / 或下管板 850 可以独立地具有数量在约 5 个孔至约 50 个孔、 优选约 7 个孔至
约 30 个孔并且更优选约 10 个孔至约 20 个孔的范围内的孔， 例如具有约 14 个孔。上管板 840 和 / 或下管板 850 的每个孔可以独立地具有在约 0.1 英寸至约 0.4 英寸、 优选约 0.2 英 寸至约 0.3 英寸的范围内的直径， 例如具有约 0.23 英寸的直径。在另一个实施方案中， 排 气组件 800 可以具有在约 5 个孔 / 平方英寸 ( 孔每平方英寸 ) 至约 30 个孔 / 平方英寸、 优 选约 8 个孔 / 平方英寸至约 25 个孔 / 平方英寸并且更优选约 10 个孔 / 平方英寸至约 20 个孔 / 平方英寸的范围内的管气体孔密度和 / 或数量。
在另一个实施方案中， 上管板 840 和 / 或下管板 850 可以独立地具有约 500 个孔至 约 1,500 个孔， 优选约 700 个孔至约 1,200 个孔， 并且更优选约 800 个孔至约 1,000 个孔。 上管板 840 和 / 或下管板 850 的每个孔可以独立地具有在约 0.005 英寸至约 0.05 英寸、 优 选约 0.01 英寸至约 0.03 英寸的范围内的直径。
在一个实施例中， 排气组件 800 的主体 802 的上部分 806 的上表面是金属板。在 其他实施例中， 排气组件 800 可以具有矩形的几何形状或正方形的几何形状。在另一个实 施方案中， 排气组件 800 的主体 802 还包括温度调节系统。温度调节系统， 例如温度调节 系统 190， 可以包括在主体 802 内延伸的液体通路或流体通路 818， 并且可以具有被耦合于 流体通路 818 并且与流体通路 818 流体连通的入口 814a 和出口 814b。入口 814a 和出口 814b 可以被独立地耦合于温度调节系统 190 内的储液器或至少一个热交换器例如热交换 器 180a、 180b 或 180c， 并且与该温度调节系统 190 内的储液器或至少一个热交换器例如热 交换器 180a、 180b 或 180c 流体连通， 如在图 1F 中描绘的。
在其他实施方案中， 可以在气相沉积室中使用的排气组件 800 具有 ： 主体 802， 主 体 802 包括被布置在下部分 804 上的上部分 806 ； 中央通道 816， 中央通道 816 延伸穿过主 体 802 的上部分 806 和下部分 804， 在主体 802 的内表面 809 之间， 并且平行于延伸穿过主 体 802 的中心轴线 801 ； 排气出口 860， 排气出口 860 被布置在主体 802 的上部分 806 上 ； 扩 散板 830， 扩散板 830 包括多个气体孔 832 并且被布置在中央通道 816 内 ； 上管板 840， 上管 板 840 包括多个气体孔 842 并且被在扩散板 830 下方布置在中央通道 816 内 ； 下管板 850， 下管板 850 包括多个气体孔 852 并且被在上管板 840 下方布置在中央通道 816 内 ； 以及多 个排气管 880， 多个排气管 880 从上管板 840 延伸至下管板 850， 其中每个管被耦合于来自 多个气体孔 842 的分别的孔和来自多个气体孔 852 的分别的孔， 并且与该来自多个气体孔 842 的分别的孔和该来自多个气体孔 852 的分别的孔流体连通。
排气组件 800 还可以包括被布置在主体 802 的上部分 806 的上表面上的上板 820。 排气出口 860 可以被布置在上板 820 上。上板 820 可以包括诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈 钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料， 或由诸如钢、 不锈钢、 300 系列不锈钢、 铁、 镍、 铬、 钼、 铝、 其合金、 或其组合的材料制造。上板 820 通常具有延伸穿过其的排气口。排 气出口 860 可以具有延伸穿过排气口 822 的排气出口管 864。在一个实施例中， 排气喷嘴 862 可以被耦合于排气出口管 864 的一端并且被布置在上板 820 上方。 在另一个实施例中， 排气组件主体的上部分 806 的上表面具有围绕中央通道 816 的凹槽 808。O 形环可以被布 置在凹槽 808 内。扩散板 830 可以被布置到在中央通道 816 内从主体 802 的侧表面突出的 突出部分或凸缘上。
图 9A-9F 描绘了包括多重反应器 1100a、 1100b 和 1100c 的反应器系统 1000， 即 CVD 系统， 如由本文的实施方案描述的。反应器 1100a、 1100b 和 1100c 可以是与反应器 100 相同的反应器， 或可以是反应器 100 的被改进的衍生体。在一个实施方案中， 反应器 1100a 被 耦合于反应器 1100b， 反应器 1100b 被耦合于反应器 1100c， 如在图 9A-9C 中图示的。反应 器 1100a 的一端在接口 1012 处被耦合于端帽 1050， 并且反应器 1100a 的另一端在接口 1014 处被耦合于反应器 1100b 的一端。反应器 1100b 的另一端在接口 1016 处被耦合于反应器 1100c 的一端， 并且反应器 1100c 的另一端在接口 1016 处被耦合于端板 1002。
图 9D-9F 描绘了在反应器 1100b 和 1100c 之间的接口 1018 的部分的近视图。在 另一个实施方案中， 反应器 1100b 包括具有下搭接接合部 1450 的晶片承载器轨道 1400， 并 且反应器 1100c 包括具有上搭接接合部 1440 的晶片承载器轨道 1400。
排气吹扫口 1080 可以被布置在反应器 1100b 内的晶片承载器轨道 1400 和反应 器 1100c 内的晶片承载器轨道 1400 之间。排气吹扫口 1080 与通路 1460 流体连通， 通路 1460 从排气吹扫口 1080 延伸至晶片承载器轨道 1400 下方。排气组件 1058 相似于排气组 件 800， 被布置在反应器 1100b 的反应器盖子组件上。排气组件 1058 可以被用于从排气吹 扫口 1080 除去气体。排气组件 1058 包括排气出口 1060、 排气喷嘴 1062 和排气管 1064。
在另一个实施方案中， 反应器系统 1000 可以包括除反应器 1100a、 1100b 和 1100c 之外的另外的反应器 ( 未示出 )。在一个实施例中， 第四反应器被包括在反应器系统 1000 中。在另一个实施例中， 第五反应器被包括在反应器系统 1000 中。在不同的配置和实施方 案中， 反应器系统 1000 可以具有 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10 或更多个反应器。在其他实施方 案中， 反应器 1100a、 1100b 和 1100c 或未示出的其他反应器可以在每个反应器 ( 未示出 ) 中包括 1、 2、 3、 4 或更多个淋喷头组件。
在本文描述的可选择的实施方案中， 提供反应器 1100a、 1100b 和 1100c 的其他配 置， 而不是附图中图示的。在一个实施方案中， 反应器 1100a、 1100b 或 1100c 中的每个可以 包括被两个淋喷头组件分隔的三个排气组件， 使得反应器盖子组件中的任何可以相继地包 括第一排气组件、 第一淋喷头组件、 第二排气组件、 第二淋喷头组件和第三排气组件。在另 一个实施方案中， 反应器 1100a、 1100b 或 1100c 中的每个可以包括被两个淋喷头组件分隔 的三个隔离器组件， 使得反应器盖子组件相继地包括第一隔离器组件、 第一淋喷头组件、 第 二隔离器组件、 第二淋喷头组件和第三隔离器组件。
在另一个实施方案中， 反应器 1100a、 1100b 或 1100c 中的每个可以包括被两个淋 喷头组件分隔的两个隔离器组件和一个排气组件， 使得反应器盖子组件中的任何可以相继 地包括第一隔离器组件、 第一淋喷头组件、 第二隔离器组件、 第二淋喷头组件和第一排气组 件。 在另一个实施例中， 反应器盖子组件中的任何可以相继地包括第一隔离器组件、 第一淋 喷头组件、 第一排气组件、 第二淋喷头组件和第二隔离器组件。在另一个实施例中， 反应器 盖子组件中的任何可以相继地包括第一排气组件、 第一淋喷头组件、 第一隔离器组件、 第二 淋喷头组件和第二隔离器组件。
在另一个实施方案中， 反应器 1100a、 1100b 或 1100c 中的每个可以包括被两个淋 喷头组件分隔的两个排气组件和一个隔离器组件， 使得反应器盖子组件中的任何可以相继 地包括第一排气组件、 第一淋喷头组件、 第二排气组件、 第二淋喷头组件和第一隔离器组 件。 在另一个实施例中， 反应器盖子组件中的任何可以相继地包括第一排气组件、 第一淋喷 头组件、 第一隔离器组件、 第二淋喷头组件和第二排气组件。在另一个实施例中， 反应器盖 子组件中的任何可以相继地包括第一隔离器组件、 第一淋喷头组件、 第一排气组件、 第二淋喷头组件和第二排气组件。
反应器 100， 反应器系统 1000 和这些反应器的衍生体可以被用于多种 CVD、 MOCVD 和 / 或外延沉积工艺， 以在晶片或衬底上形成各种材料， 如在本文的实施方案中描述的。在 一个实施方案中， 第 III/V 族材料， 包括至少一种第 III 族的元素 ( 例如硼、 铝、 镓或铟 ) 和 至少一种第 V 族的元素 ( 例如氮、 磷、 砷或锑 )， 可以被形成或沉积在晶片上。被沉积的材 料的实例可以包括氮化镓、 磷化铟、 磷化镓铟 (gallium indium phosphide)、 砷化镓、 砷化 铝镓、 其衍生物、 其合金、 其多层、 或其组合。在本文的某些实施方案中， 被沉积的材料可以 是外延材料。被沉积的材料或外延材料可以包括一层， 但是通常包括多层。在某些实施例 中， 外延材料包括具有砷化镓的层和具有砷化铝镓的另一层。 在另一个实施例中， 外延材料 包括砷化镓缓冲层、 砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。砷化镓缓冲层可以具有在约 100nm 至约 500nm 的范围内的厚度， 例如具有约 300nm 的厚度， 砷化铝镓钝化层具有在约 10nm 至 约 50nm 的范围内的厚度， 例如具有约 30nm 的厚度， 并且砷化镓活性层具有在约 500nm 至约 2,000nm 的范围内的厚度， 例如具有约 1,000nm 的厚度。在某些实施例中， 外延材料还包括 第二砷化铝镓钝化层。
在一个实施方案中， 在反应器 100 或反应器系统 1000 中使用的工艺气体可以包括 胂、 氩气、 氦气、 氮气、 氢气或其混合物。在一个实施例中， 工艺气体包括砷前驱体， 例如胂。 在其他实施方案中， 第一前驱体可以包括铝前驱体、 镓前驱体、 铟前驱体或其组合， 并且第 二前驱体可以包括氮前驱体、 磷前驱体、 砷前驱体、 锑前驱体或其组合。
在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为向反应器供应氮气， 以在入口和出口 使衬底沿着反应器的轨道漂浮。氢气 / 胂混合物也可以被用于使衬底沿着 CVD 反应器的轨 道在出口和入口之间漂浮。沿着轨道的各阶段可以包括入口氮气隔离区、 预热排气、 氢气 / 胂混合物预热隔离区、 砷化镓沉积区、 砷化镓排气、 砷化铝镓沉积区、 砷化镓 N 层沉积区、 砷 化镓 P 层沉积区、 磷氢胂隔离区 (phosphorous hydrogen arsine isolation zone)、 第一磷 砷化铝镓沉积区 (first phosphorous aluminum gallium arsenidedeposition zone)、 磷 砷化铝镓排气、 第二磷砷化铝镓沉积区、 氢气 / 胂混合物冷却隔离区、 冷却排气、 以及出口 氮气隔离区。行进经过反应器的衬底的温度可以在通过入口隔离区时被升高、 或可以在行 进经过区域时被保持， 或可以在接近胂冷却隔离区时被下降。
在另一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为向反应器供应氮气， 以在入口和出 口使衬底沿着反应器的轨道漂浮。氢气 / 胂混合物也可以被用于将衬底沿着 CVD 反应器的 轨道在出口和入口之间漂浮。 沿着轨道的各阶段可以包括入口氮气隔离区、 预热排气、 氢气 / 胂混合物预热隔离区、 排气、 沉积区、 排气、 氢气 / 胂混合物冷却隔离区、 冷却排气、 以及出 口氮气隔离区。行进经过反应器系统的衬底的温度可以在通过入口隔离区时被升高， 可以 在行进经过沉积区时被保持， 并且可以在其接近胂冷却隔离区时被下降。
在另一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为向反应器供应氮气， 以在入口和出 口使衬底沿着反应器的轨道漂浮。氢气 / 胂混合物也可以被用于将衬底沿着 CVD 反应器的 轨道在出口和入口之间漂浮。沿着轨道的各阶段可以包括入口氮气隔离区、 具有流动平衡 节流器的预热排气、 活性氢气 / 胂混合物隔离区、 砷化镓沉积区、 砷化铝镓沉积区、 砷化镓 N 层沉积区、 砷化镓 P 层沉积区、 磷砷化铝镓沉积区、 冷却排气、 以及出口氮气隔离区。行进 经过反应器的衬底的温度可以在通过入口隔离区时升高、 或可以在行进经过沉积区时被保持， 或可以在接近冷却排气时被下降。
在另一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为向反应器供应氮气， 以在入口和出 口使衬底沿着反应器的轨道漂浮。氢气 / 胂混合物也可以被用于将衬底沿着 CVD 反应器 的轨道在出口和入口之间漂浮。沿着轨道的各阶段可以包括入口氮气隔离区、 具有流动平 衡节流器的预热排气、 砷化镓沉积区、 砷化铝镓沉积区、 砷化镓 N 层沉积区、 砷化镓 P 层沉 积区、 磷砷化铝镓沉积区、 具有流动平衡节流器的冷却排气、 以及出口氮气隔离区。行进经 过反应器的衬底的温度可以在通过入口隔离区时被升高、 或可以在行进经过沉积区时被保 持， 或可以在接近冷却排气时被下降。
图 17 图示了第七配置 800。CVD 反应器可以被配置为向反应器供应氮气， 以在入 口和出口使衬底沿着反应器的轨道漂浮。氢气 / 胂混合物也可以被用于将衬底沿着 CVD 反 应器的轨道在出口和入口之间漂浮。沿着轨道的各阶段可以包括入口氮气隔离区、 预热排 气、 沉积区、 冷却排气、 以及出口氮气隔离区。行进经过反应器的衬底的温度可以在通过入 口隔离区时被升高、 或可以在行进经过沉积区时被保持， 或可以在接近冷却排气时被下降。
在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为外延地生长包括砷化镓材料和砷化 铝镓材料的双异质结构， 以及被配置为外延地生长包括砷化铝材料的横向过度生长牺牲 层。 在某些实施例中， 砷化镓、 砷化铝镓和砷化铝材料可以被以约 1μm/min 的速率沉积。 在 某些实施方案中， CVD 反应器可以具有约 6 个晶片每分钟至约 10 个晶片每分钟的处理量。
在实施方案中， CVD 反应器可以被配置为提供每分钟一个 10cm 乘 10cm 衬底的沉 积速率。在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为提供 300nm 砷化镓缓冲层。在一个 实施方案中， CVD 反应器可以被配置为提供 30nm 砷化铝镓钝化层。在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为提供 1,000nm 砷化镓活性层。在一个实施方案中， CVD 反应器可以被 配置为提供 30nm 砷化铝镓钝化层。在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为提供小于 4 1×10 每平方厘米的位错密度、 99％的光致发光效率、 以及 250 纳秒的光致发光寿命。
在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为提供具有 5nm 沉积 +-0.5nm 的外延 6 横向过度生长层 ； 大于 1×10 的蚀刻选择性 ； 零针孔 ； 以及大于 0.2mm 每小时的砷化铝蚀刻 速率。
在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为对于高于 300℃的温度提供不大于 10℃的中央至边缘温度不均一性 ； 不大于 5 的 V-III 比率 ； 以及 700℃的最大温度。
在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为提供沉积层， 该沉积层具有 300nm 砷化镓缓冲层 ； 5nm 砷化铝牺牲层 ； 10nm 砷化铝镓窗口层 (window layer) ； 700nm 砷化镓 17 19 19 1×10 硅活性层 ； 300nm 砷化铝镓 1×10 C P+ 层 ； 以及 300nm 砷化镓 1×10 CP+ 层。
在一个实施方案中， CVD 反应器可以被配置为提供沉积层， 该沉积层具有 300nm 砷 化镓缓冲层 ； 5nm 砷化铝牺牲层 ； 10nm 磷化镓铟窗口层 ； 700nm 砷化镓 1×1017 硅活性层 ； 100nm 砷化镓 C P 层 ； 300nm 磷化镓铟 P 窗口层 ； 20nm 磷化镓铟 1×1020P+ 隧道结层 (tunnel junction layer) ； 20nm 磷化镓铟 1×1020 N+ 隧道结层 ； 30nm 砷化铝镓窗口 ； 400nm 磷化镓 铟 N 活性层 ； 100nm 磷化镓铟 P 活性层 ； 30nm 砷化铝镓 P 窗口 ； 以及 300nm 砷化镓 P+ 接触 层。
虽然上文涉及本发明的实施方案， 但是本发明的其他的和另外的实施方案可以被 设想， 而不偏离本发明的基本范围， 并且本发明的范围由以下的权利要求确定。