金屬有機化學汽相淀積設備及其溫度控制方法
【專利說明】金屬有機化學汽相淀積設備及其溫度控制方法
[0001]本申請是申請號為200980162274.8、申請日為2009年10月28日、發明名稱為“金屬有機化學汽相淀積設備及其溫度控制方法”的專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及一種金屬有機化學汽相淀積設備及其溫度控制方法，且更為具體地，涉及一種能夠控制多個分隔加熱區的溫度的金屬有機化學汽相淀積設備及其溫度控制方法。
【背景技術】
[0003]氮化物材料作為制造發光器件的材料，是眾所周知的。利用氮化物材料的發光器件主要具有其中在諸如藍寶石的基板上依序疊置由GaN晶體制成的緩沖層、由η型GaN晶體制成的η型摻雜層、由InGaN制成的有源層以及由ρ型GaN制成的ρ型摻雜層的結構。而且，在一個金屬有機化學汽相淀積設備室中依序疊置這些層。
[0004]然而，用于各個層的溫度條件不同，且為了滿足溫度條件，每次在各個層生長時，都要有效控制溫度條件。而且，如果在襯托器上固定多個晶片并執行工藝時，襯托器的整個區域的溫度均勻性對工藝效率有顯著影響。例如，如果用于形成η型摻雜層的溫度為1200°C，則用于形成有源層的溫度可以為700°C至900°C。此外，在多層有源層的情形下，將在700°C與900°C之間重復改變工藝溫度。
【發明內容】
[0005]為了有效執行工藝并獲得高質量發光器件，金屬有機化學汽相淀積設備中的溫度控制是極其重要的技術。如果有效地進行了該溫度控制，則可以獲得高效的發光器件。因此，本發明的目的是更為有效地執行金屬有機化學汽相淀積設備的溫度控制。
[0006]本發明提供一種金屬有機化學汽相淀積設備及其溫度控制方法，其中可以在金屬有機化學汽相淀積設備中的每一次外延工藝中有效地控制襯托器的溫度。
[0007]根據本發明的金屬有機化學汽相淀積設備包括:腔室；襯托器，可旋轉地安裝于該腔室內并被構造成具有至少一個固定于其中的襯底；多個加熱器，被構造成加熱襯托器并具有它們獨立被控的溫度；氣體噴射器，放置于襯托器上方且被構造成朝向襯托器噴射III族氣體和V族氣體；多個溫度探測傳感器，放置于襯托器的一側上且被構造成測量通過各加熱器加熱的加熱區的溫度；和控制器，被構造成存儲各個加熱區所需的溫度設定值，并通過將由各溫度探測傳感器探測到的探測溫度值與加熱區所需的各溫度設定值相比較來控制加熱區的溫度。
[0008]加熱區可以包括被獨立控制的單獨加熱器，溫度控制器可以包括用于控制各加熱器的單獨控制器，且可以將用于向各加熱器獨立地提供電力的單獨電源連接于各加熱器。
[0009]溫度控制器可以包括用于控制各加熱區的單獨控制器，將用于任何一個加熱區的溫度設定值存儲為典型溫度設定值，且根據典型溫度設定值來控制加熱區的溫度。
[0010]溫度控制器可以根據典型溫度設定值來控制從各個加熱區中選擇出的典型加熱區的溫度，并根據通過溫度探測傳感器之中用于探測典型加熱區的溫度的溫度探測傳感器探測到的探測溫度值來控制除了典型加熱區之外的剩余加熱區的溫度。
[0011]溫度控制器可以測量由典型加熱區探測的溫度傾斜趨勢(ramping tendency)，并執行控制以使得除典型加熱區之外的剩余加熱區與典型加熱區的溫度傾斜趨勢一致。
[0012]溫度傾斜趨勢可以為典型加熱區的溫度傾斜速度。
[0013]溫度控制器可以存儲各加熱區所需的單獨溫度設定值并利用單獨溫度設定值控制各加熱區的溫度。
[0014]溫度控制器可以測量在每個加熱區中探測的溫度傾斜趨勢并執行控制以使得加熱區具有該溫度傾斜趨勢。
[0015]溫度傾斜趨勢可以是每個加熱區的溫度傾斜速度。
[0016]溫度傾斜趨勢可以是加熱區的溫度設定值中的每一個的溫度變化。
[0017]溫度控制器可以計算在襯托器旋轉特定次數期間所探測的溫度的平均值，并通過將該平均值與各溫度設定值相比較來控制加熱區的溫度。
[0018]通過溫度探測傳感器探測到的加熱區的溫度可以是襯托器的溫度。
[0019]通過溫度探測傳感器探測到的加熱區的溫度可以是襯底的溫度。
[0020]通過溫度探測傳感器探測到的加熱區的溫度可以是襯托器和襯底的溫度。
[0021]用于根據本發明的金屬有機化學汽相淀積設備的控制多個加熱區的溫度的方法，包括:通過利用各溫度探測傳感器來探測加熱區的溫度；將通過溫度探測傳感器探測到的溫度值與各溫度設定值相比較；和通過利用用于存儲各加熱區所需的溫度設定值的溫度控制器來根據溫度設定值控制加熱區。
[0022]加熱區可以包括被獨立控制的單獨加熱器，溫度控制器可以包括用于控制各加熱器的單獨控制器，且可以將用于向各加熱器單獨提供電力的單獨電源連接于各加熱器。
[0023]溫度控制器可以包括用于控制各加熱區的單獨控制器，將用于任何一個加熱區的溫度設定值存儲為典型溫度設定值，且根據典型溫度設定值來控制加熱區的溫度。
[0024]溫度控制器可以根據典型溫度設定值來控制從各個加熱區中選擇出的典型加熱區的溫度，并根據通過各個溫度探測傳感器之中用于探測典型加熱區的溫度的溫度探測傳感器探測到的探測溫度值來控制除了典型加熱區之外的剩余加熱區的溫度。
[0025]溫度控制器可以測量通過典型加熱區探測的溫度傾斜趨勢，并執行控制以使得除典型加熱區之外的剩余加熱區與典型加熱區的溫度傾斜趨勢一致。
[0026]溫度傾斜趨勢可以是典型加熱區的溫度傾斜速度。
[0027]溫度控制器可以存儲各加熱區所需的單獨溫度設定值并利用單獨溫度設定值控制各加熱區的溫度。
[0028]溫度控制器可以測量在各加熱區中探測的溫度傾斜趨勢并執行控制以使得加熱區具有該溫度傾斜趨勢。
[0029]溫度傾斜趨勢可以是各加熱區的溫度傾斜速度。
[0030]溫度傾斜趨勢可以是加熱區的溫度設定值中的每一個的溫度變化。
[0031]溫度控制器可以計算在襯托器旋轉特定次數期間所探測的溫度的平均值，并通過將該平均值與各溫度設定值相比較來控制加熱區的溫度。
[0032]通過溫度探測傳感器探測到的加熱區的溫度可以是襯托器的溫度。
[0033]通過溫度探測傳感器探測到的加熱區的溫度可以是襯底的溫度。
[0034]通過溫度探測傳感器探測到的加熱區的溫度可以是襯托器和襯底的溫度。
[0035]有益效果
[0036]根據本發明的金屬有機化學汽相淀積設備和溫度控制方法，對于在溫度從正常溫度改變到1200°C期間執行工藝的金屬有機化學汽相淀積設備，將有效地控制外延工藝所需的溫度條件，使得在所有襯底中均勻地執行工藝期間所需的溫度傾斜。因此，這是有利的，因為可以改善淀積均勻度和工藝效率。
[0037]附圖的簡要描述
[0038]圖1是示出金屬有機化學汽相淀積設備的一個實施例的視圖；
[0039]圖2是示出金屬有機化學汽相淀積設備的溫度控制結構的第一實施例的視圖；
[0040]圖3是說明利用根據圖2的實施例的金屬有機化學汽相淀積設備的溫度控制結構的第一控制方法的流程圖；
[0041]圖4是說明利用根據圖2的實施例的金屬有機化學汽相淀積設備的溫度控制結構的第二控制方法的流程圖；
[0042]圖5是說明各溫度控制區中的溫度傾斜趨勢的圖表；
[0043]圖6是示出金屬有機化學汽相淀積設備的溫度控制結構的第二實施例的視圖；
[0044]圖7是說明利用根據圖6的實施例的金屬有機化學汽相淀積設備的溫度控制結構的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0045]下面描述根據實施例的金屬有機化學汽相淀積設備及其溫度控制方法。
[0046]圖1是示出金屬有機化學汽相淀積設備的一個實施例的視圖。
[0047]如圖1中所示，金屬有機化學汽相淀積設備包括:反應室100和用于在反應室100內從上部向下部噴射處理氣體的氣體噴射器101。氣體噴射器101可以包括用于噴射III族氣體和V族氣體的蓮蓬頭、噴嘴等。此外，在各氣體噴射器中形成具有底部開口的多個觀察點101a，以便于稍后將描述到的溫度探測傳感器可以探測溫度。
[0048]此外，將襯托器102安裝在氣體噴射器101下方，在襯托器102中設置有諸如至少一片藍寶石襯底103的襯底103。在圖1中，襯底103