专利名称：金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法
技术领域：
本发明涉及一种金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法，且更为具体地， 涉及一种能够控制多个分隔加热区的温度的金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法。
背景技术：
氮化物材料作为制造发光器件的材料，是众所周知的。利用氮化物材料的发光器件主要具有其中在诸如蓝宝石的基板上依序叠置由GaN晶体制成的缓冲层、由η型GaN晶体制成的η型掺杂层、由InGaN制成的有源层以及由P型GaN制成的P型掺杂层的结构。而且，在一个金属有机化学汽相淀积设备室中依序叠置这些层。然而，用于各个层的温度条件不同，且为了满足温度条件，每次在各个层生长时， 都要有效控制温度条件。而且，如果在衬托器上固定多个晶片并执行工艺时，衬托器的整个区域的温度均匀性对工艺效率有显著影响。例如，如果用于形成η型掺杂层的温度为 1200°C，则用于形成有源层的温度可以为700°C至900°C。此外，在多层有源层的情形下，将在700°C与900°C之间重复改变工艺温度。
发明内容
为了有效执行工艺并获得高质量发光器件，金属有机化学汽相淀积设备中的温度控制是极其重要的技术。如果有效地进行了该温度控制，则可以获得高效的发光器件。因此，本发明的目的是更为有效地执行金属有机化学汽相淀积设备的温度控制。本发明提供一种金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法，其中可以在金属有机化学汽相淀积设备中的每一次外延工艺中有效地控制衬托器的温度。根据本发明的金属有机化学汽相淀积设备包括腔室；衬托器，可旋转地安装于该腔室内并被构造成具有至少一个固定于其中的衬底；多个加热器，被构造成加热衬托器并具有它们独立被控的温度；气体喷射器，放置于衬托器上方且被构造成朝向衬托器喷射 III族气体和V族气体；多个温度探测传感器，放置于衬托器的一侧上且被构造成测量通过各加热器加热的加热区的温度；和控制器，被构造成存储各个加热区所需的温度设定值，并通过将由各温度探测传感器探测到的探测温度值与加热区所需的各温度设定值相比较来控制加热区的温度。加热区可以包括被独立控制的单独加热器，温度控制器可以包括用于控制各加热器的单独控制器，且可以将用于向各加热器独立地提供电力的单独电源连接于各加热器。温度控制器可以包括用于控制各加热区的单独控制器，将用于任何一个加热区的温度设定值存储为典型温度设定值，且根据典型温度设定值来控制加热区的温度。温度控制器可以根据典型温度设定值来控制从各个加热区中选择出的典型加热区的温度，并根据通过温度探测传感器之中用于探测典型加热区的温度的温度探测传感器探测到的探测温度值来控制除了典型加热区之外的剩余加热区的温度。
温度控制器可以测量由典型加热区探测的温度倾斜趋势(ramping tendency),并执行控制以使得除典型加热区之外的剩余加热区与典型加热区的温度倾斜趋势一致。温度倾斜趋势可以为典型加热区的温度倾斜速度。温度控制器可以存储各加热区所需的单独温度设定值并利用单独温度设定值控制各加热区的温度。温度控制器可以测量在每个加热区中探测的温度倾斜趋势并执行控制以使得加热区具有该温度倾斜趋势。温度倾斜趋势可以是每个加热区的温度倾斜速度。温度倾斜趋势可以是加热区的温度设定值中的每一个的温度变化。温度控制器可以计算在衬托器旋转特定次数期间所探测的温度的平均值，并通过将该平均值与各温度设定值相比较来控制加热区的温度。通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬托器的温度。通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬底的温度。通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬托器和衬底的温度。用于根据本发明的金属有机化学汽相淀积设备的控制多个加热区的温度的方法， 包括通过利用各温度探测传感器来探测加热区的温度；将通过温度探测传感器探测到的温度值与各温度设定值相比较；和通过利用用于存储各加热区所需的温度设定值的温度控制器来根据温度设定值控制加热区。加热区可以包括被独立控制的单独加热器，温度控制器可以包括用于控制各加热器的单独控制器，且可以将用于向各加热器单独提供电力的单独电源连接于各加热器。温度控制器可以包括用于控制各加热区的单独控制器，将用于任何一个加热区的温度设定值存储为典型温度设定值，且根据典型温度设定值来控制加热区的温度。温度控制器可以根据典型温度设定值来控制从各个加热区中选择出的典型加热区的温度，并根据通过各个温度探测传感器之中用于探测典型加热区的温度的温度探测传感器探测到的探测温度值来控制除了典型加热区之外的剩余加热区的温度。温度控制器可以测量通过典型加热区探测的温度倾斜趋势，并执行控制以使得除典型加热区之外的剩余加热区与典型加热区的温度倾斜趋势一致。温度倾斜趋势可以是典型加热区的温度倾斜速度。温度控制器可以存储各加热区所需的单独温度设定值并利用单独温度设定值控制各加热区的温度。温度控制器可以测量在各加热区中探测的温度倾斜趋势并执行控制以使得加热区具有该温度倾斜趋势。温度倾斜趋势可以是各加热区的温度倾斜速度。温度倾斜趋势可以是加热区的温度设定值中的每一个的温度变化。温度控制器可以计算在衬托器旋转特定次数期间所探测的温度的平均值，并通过将该平均值与各温度设定值相比较来控制加热区的温度。通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬托器的温度。通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬底的温度。通过温度探测传感器探测到的加热区的温度可以是衬托器和衬底的温度。
有益效果根据本发明的金属有机化学汽相淀积设备和温度控制方法，对于在温度从正常温度改变到1200°C期间执行工艺的金属有机化学汽相淀积设备，将有效地控制外延工艺所需的温度条件，使得在所有衬底中均匀地执行工艺期间所需的温度倾斜。因此，这是有利的， 因为可以改善淀积均匀度和工艺效率。附图
的简要描述图I是示出金属有机化学汽相淀积设备的一个实施例的视图；图2是示出金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第一实施例的视图；图3是说明利用根据图2的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第一控制方法的流程图；图4是说明利用根据图2的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第二控制方法的流程图；图5是说明各温度控制区中的温度倾斜趋势的图表；图6是示出金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第二实施例的视图；图7是说明利用根据图6的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的控制方法的流程图。
具体实施例方式下面描述根据实施例的金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法。图I是示出金属有机化学汽相淀积设备的一个实施例的视图。如图I中所示，金属有机化学汽相淀积设备包括反应室100和用于在反应室100 内从上部向下部喷射处理气体的气体喷射器101。气体喷射器101可以包括用于喷射III 族气体和V族气体的莲蓬头、喷嘴等。此外，在各气体喷射器中形成具有底部开口的多个观察点101a，以便于稍后将描述到的温度探测传感器可以探测温度。此外，将衬托器102安装在气体喷射器101下方，在衬托器102中设置有诸如至少一片蓝宝石衬底103的衬底103。在图I中，衬底103可以为附属衬托器(satellite susceptor),其具有在其中固定的至少一个衬底103,且可以从衬托器102脱离并向外拔出。附属衬托器可以构造成借助于衬托器102的旋转来围绕着衬托器102的旋转轴 104转动并通过自身旋转而转动和旋转。对此，将马达105安装在衬托器102下方，并将衬托器102的中心耦合于马达105的旋转轴104。此外，虽然未示出，但是为了附属衬托器的旋转，可以将附属衬托器构造成通过空气压力或机械操作来旋转。此外，用于将衬托器102加热至高温的多个加热器200、201、202和203被安装在衬托器102的下方。加热器可以由钨加热器、陶瓷加热器、RF加热器或等同物形成。加热器包括第一加热器200、第二加热器201、第三加热器202和第四加热器203。第一加热器200 加热作为衬托器102最内侧的中心附近的部分。在本实施例中，被第一加热器200加热的区域被称为第一加热区。此外，将第二加热器201、第三加热器202和第四加热器203依序放置在第一加热器200的外侧，且将与第二加热器201、第三加热器202和第四加热器203相应的区依序划分成第二加热区、第三加热区和第四加热区。此外，第一加热器200、第二加热器201、第三加热器202和第四加热器 203包括用于探测通过第一加热器200加热的第一加热区的温度的第一温度探测传感器 240、用于探测第二加热区的温度的第二温度探测传感器241、用于探测第三加热区的温度的第三温度探测传感器242、以及用于探测第四加热区的温度的第四温度探测传感器243。 通过各温度探测传感器240、241、242和243探测的加热区可以是衬托器102上的各个位置，可以成为探测衬底103(即晶片)的温度的区域，或者是在衬托器102旋转期间探测衬底103和晶片二者温度的区域。同时，在另一实施例中，可以将温度探测传感器放置在衬托器102的下侧。这里， 温度探测传感器可以是热电耦或高温计。如果采用高温计，则可以在诸如RF加热器的加热器下方形成观察点。图2是示出金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第一实施例的视图。如图2中所示，在金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构中，多个电源和多个控制器连接于各加热器。首先，用于向第一加热器200供给电力的第一电源210连接于第一加热器200。第一电源210配备有用于控制第一电源210的第一单独控制器220。此外，用于向第二加热器201供给电力的第二电源211连接于第二加热器201。第二电源211 配备有用于控制第二电源211的第二单独控制器221。此外，用于向第三加热器202供给电力的第三电源212连接于第三加热器202。第三电源212配备有用于控制第三电源212的第三单独控制器222。此外，用于向第四加热器203供给电力的第四电源213连接于第四加热器203。第四电源213配备有用于控制第四电源213的第四单独控制器223。此外，还设置用于控制第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223的主控制器230。此外，单独控制器220、221、222和223中的每一个计算在衬托器102旋转一次或多次期间探测的温度的平均值并将该平均值确定为探测温度值。即，通过比较温度平均值与温度设定值来执行对每一加热区的温度控制。图3是说明利用根据图2的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第一控制方法的流程图。如图3中所示，可以对第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223指定相同的第一级温度设定值(Sio)。该温度设定值可以是作为每个区中的目标的倾斜温度 (ramping temperature)。将倾斜温度设定为相同温度设定值(或设定点)的原因是为了通过将衬托器102保持在相同温度下来均匀地将金属有机物质淀积在整个衬底103上。例如，在用于制造发光器件(LED)的外延工艺中，假设用于在衬底103上的第一氢气气氛下热处理和清洗衬底103的温度1200°C为目标温度，则通过温度探测传感器探测的该目标温度可以成为温度设定值。此外，如果对单独的控制器220、221、222和223指定相同的第一级温度设定值，第
一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223向第一、第二、第三和第四电源210、 211、212和213施加相同的温度设定值。因此，第一、第二、第三和第四加热器200、201、202 和203将衬托器102加热至相同的温度设定值(Sll)。这里，衬托器102以特定的旋转速度旋转。同时，第一、第二、第三和第四温度探测传感器240、241、242和243探测各加热区中的衬托器102的温度，并将探测的温度值传送到单独的控制器220、221、222和223 (S12)此外，当所探测的温度达到第一级温度设定值时，加热器200、201、202和203中的每一个保
持在第一级温度设定值的可接受误差范围的相关温度。可接受误差范围可以在设定温度的 3%内。当温度在第一级温度设定值上倾斜变化时，温度探测传感器240、241、242和243 分析并确定第一加热区的温度倾斜趋势(即，温度上升趋势或温度下降趋势)(S13)。温度倾斜趋势可以为温度倾斜时间对温度值(即，温度上升速度或温度下降速度)。 温度倾斜趋势涉及外延工艺中晶片的淀积均匀度和淀积质量。如果温度倾斜趋势在各加热区中不同，因为淀积质量被恶化，则很难获得高质量外延工艺的结果。因此，如果在各个加热区中保持相同或极为相似的温度倾斜趋势，则可以期望外延质量的改善。参考图5将详细描述温度倾斜趋势的控制。通过调节温度倾斜趋势以执行温度倾斜(temperature ramping),以使得第一、第二、第三和第四加热区具有相同或极为相似的温度倾斜趋势(S14)。如果第一、第二、第三和第四加热区的各温度达到温度设定值，执行期望的外延工艺(S15)。此时确定相关工艺是否完成(S16)。如果，作为确定的结果，主控制器230确定需要执行下一工艺，则输入与第一级温度设定值不同的温度设定值(S17)。例如，主控制器 230可以对第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223提供第二级温度设定值 (即，(1+n)级，其中η为自然数)作为温度设定值。因此，第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223执行控制，以使得通过电源210、211、212和213来根据加热器200、 201,202和203中的下一级温度设定值执行温度倾斜。同样，保持温度倾斜趋势。此外，当在一个反应室100中执行多个具有不同条件的外延工艺时，可以对多个不同的温度设定值实施温度设定。因为在一个反应室100中执行一个外延工艺，所以取决于反应室100的工艺操作条件可以通过各种方式改变温度设定。同时，在另一实施例中，通过向加热器200、201、202和203输入不同且独有的温度设定值来执行温度倾斜。在这种情形下，如果在大尺寸的衬托器102中设置大量衬底103， 在很难利用相同温度设定值来控制很大区域范围的温度时，或为了外延均匀度，工艺目标在各加热区具有不同的温度倾斜值，而工艺效率良好时，则执行温度倾斜。在另一实例中， 当温度倾斜需要被更积极地控制时，诸如在衬托器102的各位置上需要不同的工艺的情况中，执行温度倾斜。在图4中示出用于该实施例的方法。图4是说明利用根据图2的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第二控制方法的流程图。如图4中所示，主控制器230对第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222 和223指定独有的温度设定值(S20)。每一个独有的温度设定值可以是作为各加热区中独立目标的倾斜温度(ramping temperature)。当对单独控制器220、221、222和223指定独有温度设定值时，第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223将独有温度设定值供给到第一、第二、第三和第四电源 210、211、212和213。因此，第一、第二、第三和第四加热器200、201、202和203根据所述独有温度设定值来加热衬托器102 (S21)。这里，以特定旋转速度旋转衬托器102。接着，第一、第二、第三和第四温度探测传感器240、241、242和243探测各加热区的温度并将探测的温度传送到单独的控制器220、221、222和223 (S22)。当探测的温度达到各独有温度设定值，各加热器200、201、202和203将相关温度保持在预设独有温度设定值的可接受误差范围内。可接受误差范围可以为设定温度的3%内。当温度在独有温度设定值上倾斜变化(ramped)时，第一温度探测传感器240确定第一加热区的温度倾斜趋势(温度上升趋势或温度下降趋势)。该温度倾斜趋势的特性与第一方法的相同。在将第一、第二、第三和第四加热区调节至具有相同或非常相似的温度倾斜趋势的情形下，当第一、第二、第三和第四加热区中的每一个的温度达到预设独有温度设定值时，执行期望的外延工艺(S24，S25)。此时确定相关工艺是否完成(S26)。如果，作为确定的结果，主控制器230确定需要执行下一工艺，则主控制器230输入与第一独有温度设定值不同的第二新的独有温度设定值作为温度设定值(S27)。因此，第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223 执行控制，使得通过各电源根据下一级的独有温度设定值在加热器200、201、202和203中执行温度倾斜。同样，保持所述温度倾斜趋势。同时，图5示出了温度控制区中的温度倾斜趋势。在图5中，通过将LED外延工艺作为实例来描述用于保持各加热器或区中的温度倾斜趋势的工艺。如图5中所示，为了执行外延工艺，在反应室100内的衬托器102上放置诸如蓝宝石的多个衬底103。接着，将反应室100的内侧与外侧阻隔绝开，并进行开始工艺的准备。 在开始工艺的准备时间内，第一、第二、第三和第四温度探测传感器240、241、242和243测量相关加热区的温度并将探测结果传送给单独的控制器220、221、222和223。按照需要的工艺顺序执行工艺。第一工艺为用于通过热处理清洗衬底103的清洗工艺。对于清洗工艺，将温度设定值设定为1000°C至1200°C，且反应室100的内侧变为氢气气氛。如果将各个温度设定值设定为相同，主控制器230将相同的温度设定值传送到第
一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223。如果为了工艺的均匀性在各个加热区中设置不同的温度设定值，主控制器230将独有温度设定值传送给单独的控制器220、 221、222和223。在任一情况下，热处理工艺中所需的温度是在可接受误差范围内的1000°C 至 1200。。。如果如上所述设定温度设定值，加热器根据温度设定值执行温度倾斜。在热处理工艺中，温度倾斜条件是使温度上升至温度设定值。此时，探测第一加热区中的温度倾斜趋势(即温度上升速度)。换句话说，根据消耗时间的温度来探测温度上升速度，且然后将第
二、第二和第四加热区中的温度上升速度中的每一个与第一加热区中的温度上升速度相比较。如果探测到具有与第一加热区的温度上升速度不同的温度上升速度的加热区，则用于控制各加热器200、201、202和203的单独控制器220、221、222和223控制各加热区中的温度上升速度，使得在各加热区中均匀地执行温度上升速度。当第一、第二、第三和第四加热区的温度中的每一个在可接受误差范围内达到温度设定值时，将衬底103加热和退火至与相关温度设定值相应的温度下10至20分钟。热处理工艺是清洗工艺，用于去除外来物质层，诸如衬底103上的氧化物膜。这里，反应室100 的内侧变为氢气气氛。当热处理工艺完成时，执行淀积GaN缓冲层的工艺。淀积GaN缓冲层的工艺是在
10450°C至600°C下淀积大约IOOnm厚的GaN层的工艺。对于热处理工艺，温度已经上升的各加热区中的温度必须降至450°C至600°C。此时的温度变为第二温度设定值。因此，当主控制器230将第二温度设定值传送到第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223时，单独控制器220、221、222和223分别控制第一、第二、第三和第四加热器200、201、202和223，使得温度降低至第二温度设定值。第一、第二、第三和第四温度探测传感器240、241、242和243继续探测温度下降状态并将探测的温度传送到第一、第
二、第三和第四单独控制器220、221、222和223。此外，主控制器230检测从第一单独控制器220接收的温度倾斜趋势，并执行控制，使得第二、第三和第四加热器201、202和203根据检测的温度倾斜趋势操作，且因此第一、第二、第三和第四加热区的温度下降具有相同的温度倾斜趋势。如果缓冲层生长至大约IOOnm的厚度，则淀积未掺杂的GaN层。在1000°C至 1100°c的温度下淀积未掺杂的GaN层60分钟。对此，温度再次上升。此外，如上所述，在各个加热区的温度上升具有相同的温度倾斜趋势的状态下执行工艺。此外，在执行温度倾斜期间执行淀积有源层和P-GaN层的工艺。在这种情况下，各加热区具有相同的温度倾斜趋势。如果在如上所述的各个层中保持相同的温度倾斜趋势，则这是有利的，因为，在衬托器102的衬底103中，利用外延工艺淀积的层具有非常均匀的结晶生长质量。此外，温度倾斜趋势可以为温度倾斜速度(即温度上升速度或温度下降速度)或者温度设定值的温度变化。如果相同或相似地控制温度倾斜速度和温度变化，则可以以更高的效率执行外延工艺。同时，在本实施例的金属有机化学汽相淀积设备中，温度控制结构可以被修改和以不同的方式实现。图6是示出金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第二实施例的视图，而图7是说明利用根据图6的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的控制方法的流程图。在根据第二实施例的温度控制结构中，如图6中所示，用于向第一加热器200供给电力的第一电源210连接于第一加热器200。第一电源210配备有用于控制第一电源210 的第一单独控制器220。此外，用于向第二加热器201供给电力的第二电源211连接于第二加热器201。第二电源211配备有用于控制第二电源211的第二单独控制器221。此外，用于向第三加热器202供给电力的第三电源212连接于第三加热器202。第三电源212配备有用于控制第三电源212的第三单独控制器222。此外，用于向第四加热器203供给电力的第四电源213连接于第四加热器203。第四电源213配备有用于控制第四电源213的第四单独控制器223。此外，设置用于控制第一单独控制器220的主控制器230。此外，与第一实施例不同，主控制器230连接于第单独控制器220，且其仅向第一单独控制器220提供温度设定值。即，主控制器230将典型温度设定值提供给第一单独控制器220，而不向剩余的单独控制器221、222和223提供额外的温度设定值。此外，在衬托器102旋转一次或多次期间，单独控制器220、221、222和223计算各探测的温度的平均值并将该平均值确定为探测温度值。同时，通过利用温度平均值和在特定位置探测的温度值来执彳了温度控制。此外，通过温度探测传感器240、241、242和243探测的温度可以是在衬托器102旋转期间探测的衬托器102的温度，可以是各个衬底103(即，晶片)的温度，或可以是衬底 103和晶片二者的温度。图7是说明利用根据图6的实施例的金属有机化学汽相淀积设备的温度控制结构的第一控制方法的流程图。如图7中所示，可以给第一单独控制器220指定典型温度设定值(即，第一级温度设定值)(S30)。典型温度设定值可以是作为各区中的目标的倾斜温度。在对第一单独控制220指定第一级典型温度设定值之后，第一温度探测传感器240、241、242和243探测第一加热区的温度并将探测的温度值传送到第一单独控制器220 (S31)。即，第一加热区成为典型加热区。此外，第一单独控制器220将第一加热区的温度传送给第二、第三和第四单独控制器221、222和223。因此，第二、第三和第四单独控制器 221,222和223根据第一加热区的探测的温度开始加热(S32)。此时，以特定旋转速度旋转衬托器102。此外，当温度在典型温度设定值上倾斜时，第一温度探测传感器240分析并确定第一加热区的温度倾斜趋势(即，温度上升趋势或温度下降趋势)(S33)。接着，控制第二、 第三和第四加热器201、202和203，使得各温度趋势被调节(S34)。如上所述，在其中第一、第二、第三和第四加热区已经被调节成具有相同或相似温度倾斜趋势的状态下，根据第一、第二、第三和第四加热区的温度执行期望的外延工艺 (S35)。接着，如果第一单独控制器220确定温度已经倾斜变化到第一级典型温度设定值上，则第一单独控制器220控制第一加热器200，使得保持倾斜后的温度。此时，第二、第三和第四单独控制器221、222和223根据通过第一温度探测传感器240、241、242和243实时探测的并报告给第一单独控制器220的温度值来继续控制各加热器200、201、202和203，使得在可接受的误差范围内将各加热区的温度控制为与第一加热区的温度相同或相似(S33， S34)。接着，确定是否将执行下一工艺(S37)。如果，作为确定的结果，需要执行下一工艺，则当第一加热器200开始在(1+n)级(η为自然数)温度设定值下加热时执行该工艺(S38)。同时，在第二实施例中，控制第二、第三和第四加热器201、202和203便于它们跟踪第一加热区的温度。因此，第一、第二、第三和第四单独控制器220、221、222和223可以具有时延地自动保持相同或相似的温度倾斜趋势，而不需附加控制。此外，即使执行下一工艺，可以确保温度倾斜趋势和温度均匀度，因为第一加热器200的倾斜条件与第二、第三和第四加热器201,202和203的不同。此外，如果可能，以较短的时间间隔一贯地提供从第一单独控制器220向第二、第三和第四单独控制器221、222和223提供的第一加热区的温度值，则可以更为准确地控制温度均匀度和温度倾斜趋势。
权利要求
1.一种金属有机化学汽相淀积设备，包括腔室；衬托器，可旋转地安装于该腔室内并被构造成具有至少一个固定于其中的衬底；多个加热器，被构造成加热所述衬托器并使它们的温度被单独控制；气体喷射器，放置于所述衬托器之上且被构造成朝向衬托器喷射III族气体和V族气体；多个温度探测传感器，放置于所述衬托器的一侧，并被构造成测量通过各加热器加热的加热区的温度；和控制器，被构造成存储各个加热区所需的温度设定值，并通过将由各温度探测传感器探测到的探测温度值与加热区所需的各温度设定值相比较来控制加热区的温度。
2.如权利要求I所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中加热区包括被独立控制的单独加热器；所述温度控制器包括用于控制各加热器的单独控制器，且将用于向各加热器独立提供电力的单独电源连接于各加热器。
3.如权利要求I所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中所述温度控制器包括用于控制各加热区的多个单独控制器，将用于加热区中的一个的温度设定值存储为典型温度设定值，且根据典型温度设定值来控制加热区的温度。
4.如权利要求3所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中所述温度控制器根据所述典型温度设定值来控制从各个加热区中选择出的典型加热区的温度，并根据通过各个温度探测传感器之中用于探测典型加热区的温度的温度探测传感器探测到的探测温度值来控制除了典型加热区之外的剩余加热区的温度。
5.如权利要求4所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中温度控制器测量在所述典型加热区探测的温度倾斜趋势，并执行控制以使得除典型加热区之外的剩余加热区与典型加热区的温度倾斜趋势一致。
6.如权利要求4所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中所述温度倾斜趋势是典型加热区的温度倾斜速度。
7.如权利要求I所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中所述温度控制器存储各加热区所需的各个单独温度设定值，并利用单独温度设定值控制各加热区的温度。
8.如权利要求7所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中温度控制器测量在每个加热区中探测的温度倾斜趋势，并执行控制以使得各个加热区具有该温度倾斜趋势。
9.如权利要求8所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中所述温度倾斜趋势是每个加热区的温度倾斜速度。
10.如权利要求8所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中所述温度倾斜趋势是各个加热区的温度设定值中的每一个的温度变化。
11.如权利要求I所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中温度控制器计算在衬托器旋转特定次数期间所探测的温度的平均值，并通过将该平均值与每个温度设定值相比较来控制加热区的温度。
12.如权利要求11所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中通过温度探测传感器探测到的加热区的温度为衬托器的温度。
13.如权利要求11所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中通过温度探测传感器探测到的加热区的温度为衬底的温度。
14.如权利要求11中所述的金属有机化学汽相淀积设备，其中通过温度探测传感器探测到的加热区的温度为衬托器和衬底的温度。
15.一种控制金属有机化学汽相淀积设备的多个加热区的温度的方法，该方法包括通过利用各温度探测传感器来探测加热区的温度；将通过温度探测传感器探测到的温度值与各温度设定值相比较；和通过利用用于存储各加热区所需的温度设定值的温度控制器来根据温度设定值控制加热区。
16.如权利要求15所述的方法，其中加热区包括被分别独立控制的多个单独加热器；温度控制器包括用于控制各加热器的多个单独控制器，且将用于向各加热器独立提供电力的多个单独电源连接于各加热器。
17.如权利要求15所述的方法，其中温度控制器包括用于控制各加热区的多个单独控制器，将用于多个加热区中的任意一个的温度设定值存储为典型温度设定值，且根据典型温度设定值来控制加热区的温度。
18.如权利要求17所述的方法，其中温度控制器根据典型温度设定值来控制从多个加热区中选择出的典型加热区的温度，并根据通过各个温度探测传感器之中用于探测典型加热区的温度的温度探测传感器探测到的探测温度值来控制除了典型加热区之外的剩余加热区的温度。
19.如权利要求17所述的方法，其中温度控制器测量在典型加热区探测的温度倾斜趋势，并执行控制以使得除典型加热区之外的剩余加热区与典型加热区的温度倾斜趋势一致。
20.如权利要求19所述的方法，其中温度倾斜趋势为典型加热区每单位时间的温度变化的倾斜度。
21.如权利要求15所述的方法，其中温度控制器存储各加热区所需的各单独温度设定值，并利用各单独温度设定值控制各加热区的温度。
22.如权利要求21所述的方法，其中温度控制器测量在每个加热区中探测的温度倾斜趋势，并执行控制以使得各加热区具有该温度倾斜趋势。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述温度倾斜趋势为典型加热区每单位时间的温度变化的倾斜度。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述温度倾斜趋势为加热区的温度设定值中的每一个的温度变化。
25.如权利要求15所述的方法，其中温度控制器计算在衬托器旋转特定次数期间所探测的温度的平均值，并通过将该平均值与每个温度设定值相比较来控制加热区的温度。
26.如权利要求25所述的方法，其中通过温度探测传感器探测到的加热区的温度为衬托器的温度。
27.如权利要求25所述的方法，其中通过温度探测传感器探测到的加热区的温度为衬底的温度。
28.如权利要求25所述的方法，其中通过温度探测传感器探测到的加热区的温度为衬托器和衬底的温度。
全文摘要
本发明提供一种金属有机化学汽相淀积设备及其温度控制方法。该设备包括腔室；安装在腔室内侧并能旋转的衬托器，其中，将至少一个衬底设置于衬托器上；加热衬托器的多个加热器，其温度被独立控制；气体喷射器，位于衬托器上部且朝向衬托器喷射III族气体和V族气体；多个温度探测传感器，其位于衬托器的上部，并测量通过各加热器加热的加热区的温度；和控制器，其存储加热区所需的温度设定值，并通过将由各温度探测传感器探测到的探测温度值与加热区所需的设定值相比较来控制加热区的温度。通过有效地调节金属有机化学汽相淀积设备中的每一外延工艺所必需的温度条件，可以在整个工艺期间均匀地向整个衬底实施温度倾斜，其通过将温度从室温上升至1200℃来执行工艺。因此提高了工艺效率和淀积均匀度。
文档编号H01L21/687GK102598217SQ200980162274
公开日2012年7月18日 申请日期2009年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者洪性在 申请人:丽佳达普株式会社