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TWI725951B - 用於沉積iii-v族半導體層之方法與裝置 - Google Patents

用於沉積iii-v族半導體層之方法與裝置 Download PDF

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TWI725951B
TWI725951B TW105102496A TW105102496A TWI725951B TW I725951 B TWI725951 B TW I725951B TW 105102496 A TW105102496 A TW 105102496A TW 105102496 A TW105102496 A TW 105102496A TW I725951 B TWI725951 B TW I725951B
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德商愛思強歐洲公司
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Abstract

本發明係有關於一種用於沉積III-V族半導體層之裝置，包括製程室(1)、形成該製程室(1)之底部且用於容置一或數個待塗佈基板之基座(2)、用於將該基座(2)加熱至製程溫度之加熱器(3)及進氣機構(4)，該進氣機構具有至少一第一製程氣體進入區及第二製程氣體進入區(5、6、7)，該等製程氣體進入區用於將氫化物及有機金屬化合物導入該製程室(1)。本發明提出：該蝕刻氣體入口(9)沿該氫化物及該有機金屬化合物之流向(23)在該等製程氣體進入區(5、6、7)下游通入該製程室(1)，其中該控制裝置(22)所採用之設計以及該等製程氣體進入區(5、6、7)及該蝕刻氣體入口(9)所採用之佈置方式使得，自該等製程氣體進入區(5、6、7)排出之該等製程氣體在沉積該半導體層時無法進入該蝕刻氣體入口(9)，並且在清洗該製程室時自該蝕刻氣體入口(9)排出之該蝕刻氣體無法進入該等製程氣體進入區(5、6、7)。該蝕刻氣體入口(9)由該製程室頂部之設於該進氣機構(4)周圍的環形區及用於固定頂板(25)之環形固定元件形成。

Description

用於沉積III-V族半導體層之方法與裝置
本發明係有關於一種用於沉積III-V族半導體層之裝置，包括製程室、形成該製程室之底部且用於容置一或數個待塗佈基板之基座、用於將該基座加熱至製程溫度之加熱器及進氣機構，該進氣機構具有至少一第一製程氣體進入區及第二製程氣體進入區，該等製程氣體進入區分別用於將製程氣體導入該製程室，其中該第一製程氣體進入區與提供第V主族氫化物作為製程氣體之氫化物源連接，並且該第二製程氣體進入區與提供第III主族有機金屬化合物作為製程氣體之有機金屬化合物源連接，其中蝕刻氣體入口連接蝕刻氣體源，且其中設有可由控制裝置操作之閥門以及可由控制裝置設定之質量流量控制器，以便將該氫化物、該有機金屬化合物及該蝕刻氣體分別藉由一載氣以質量流量控制之方式透過管線系統一併導入該製程室。
此外，本發明係有關於一種在一或數個待塗佈基板上沉積III-V族半導體層之方法，該等基板容置於形成製程室之底部的基座上，該基座被加熱器加熱至製程溫度，其中分別透過進氣機構之第一及第二製程氣體進入區將製程氣體導入該製程室以沉積該半導體層，其中透過第一製程氣體進入區將第V主族氫化物導入該製程室，並且透過該第二製程氣體進入區將第III主族有機金屬 化合物導入該製程室，且其中透過蝕刻氣體入口將蝕刻氣體導入該製程室以在沉積該半導體層後清洗該製程室，其中該等製程氣體之質量流量及該蝕刻氣體之質量流量由受控制裝置控制之質量流量控制器控制。
DE 10 2011 002 145 A1、DE 10 2011 002 146 A1及DE 10 2012 102 661 A1描述同類型裝置及同類型方法。該裝置用於以MOCVD法沉積GaN層。其中，將分別在由H2構成之載氣中經稀釋的TMGa及NH3透過設於製程室中央之進氣機構送入該具有圓形輪廓之製程室內。形成製程室底部之基座被設於基座下方之加熱器加熱至製程溫度。製程室頂部由冷卻元件冷卻。在沉積期間，製程氣體在基板表面熱解，從而於該處沉積一GaN層。基座及製程室頂部之自由表面亦不可避免地被反應產物覆蓋。製程室頂部及基座之此等寄生覆層須在清洗步驟中加以移除。為此需使用蝕刻氣體。較佳考慮採用Cl2並配合使用載氣，此情況下該載氣為N2。在同類型裝置中，蝕刻氣體透過其中一製程氣體進入區被送入製程室。由於製程氣體輸送管線之壁以及進氣機構之內腔壁上附著有製程氣體之被吸附物，蝕刻氣體會在該處與製程氣體的殘留物發生非期望之反應。此外，氣體輸送管線表面及進氣機構中之氣體分配室的表面有可能與蝕刻氣體發生反應。其間所產生之反應產物(特別是粒子)是不利的。
本發明之目的在於對該沉積方法、時間上晚於該沉積方法所實施的清洗方法及為此所使用之裝置進行改良以利其使用。
該目的透過申請專利範圍所給出之發明而達成，其中附屬項不僅為並列請求項之有益改良方案，亦為達成該目的之獨立解決方案。
首先且主要提出：該蝕刻氣體入口與該等製程氣體進入區空間分離。製程氣體進入區可採用如DE 10 2008 055 582 A1所描述之設計。進氣機構形成進氣室，該進氣室被環壁封閉，其中該等環壁具有數個緊密並置之排氣孔。該等排氣孔形成壓力障壁以利製程氣體均勻分佈到製程室中。製程氣體流，特別是用以將製程氣體透過製程氣體進入區送入製程室之載氣流，與在塗佈程序中經蝕刻氣體入口流入製程室之沖洗氣體流量相適配，使得製程氣體既不能進入蝕刻氣體入口，亦不能進入設於蝕刻氣體入口上游之蝕刻氣體輸送管線，從而避免蝕刻氣體輸送管線的壁接觸製程氣體。在清洗步驟期間，穿過製程氣體進入區之沖洗氣體流與透過蝕刻氣體入口進入製程室之蝕刻氣體流相適配，使得蝕刻氣體無法穿過製程氣體進入區而進入製程氣體輸送管線。因此，蝕刻氣體不接觸製程氣體輸送管線的壁。本發明之裝置具有供氣系統，該供氣系統具有數個形成管線系統之管道。該等管道被可打開的閥門封閉。管道中設有質量流量控制器，以便對穿過管道之製程氣體、沖洗氣體或載氣或載氣-製程氣體混合物進行質量流量控制。閥門的打開及關閉以及質量流量值之設定係藉由電子控制器以程式控制方式而實現。該管線系統在製程氣體進入區與對應的製程氣體源之間以及在蝕刻氣體入口與蝕刻氣體源間建立管線連接。特別地，該製程室具有圓形輪廓。製程室中央設有較佳延伸過製程室之整個高度的進氣機構。該等製程氣體進入區分佈於不同高度。可疊置三個、四個、 五個或更多的製程氣體進入區。各製程氣體進入區所排出之製程氣體沿徑向水平穿過製程室。在製程室之徑向外緣上設有排氣口，反應產物及載氣可經該排氣口離開製程室。製程氣體進入區不將任何蝕刻氣體導入製程室。更確切地說，蝕刻氣體係透過與製程氣體進入區空間分離之蝕刻氣體入口而進入製程室。蝕刻氣體入口可具有數個孔口，蝕刻氣體可隨載氣一同穿過該等孔口。蝕刻氣體入口較佳對應一呈環形圍繞進氣機構延伸之區域。此蝕刻氣體進入區較佳由製程室頂部形成，尤佳由一固定元件形成，該固定元件固定製程室頂部的至少一頂板。較佳透過與進氣機構空間分離之蝕刻氣體進入機構提供蝕刻氣體。該蝕刻氣體進入機構具有該由數個孔口形成之環形蝕刻氣體進入區。透過該形成蝕刻氣體入口之蝕刻氣體進入區，將在載氣中經稀釋之蝕刻氣體沿垂直(即橫向於製程氣體的徑流)導入製程室。特別地，蝕刻氣體與製程氣體之流向成90°角或小於90°角地被導入製程室。較佳自製程室之冷側送入蝕刻氣體。透過單獨的製程氣體輸送管線向進氣機構輸送製程氣體，該等製程氣體輸送管線設於氣體輸送機構中，該氣體輸送機構沿垂直設於進氣機構上方。根據較佳技術方案，該氣體輸送機構被具有蝕刻氣體輸送管線之護套元件包圍。該蝕刻氣體輸送管線通入圍繞氣體輸送機構延伸之環形氣體分配腔。透過一或數個較佳以均勻的角分佈佈置之通氣孔，可將在載氣中經稀釋之蝕刻氣體排出氣體分配腔。此等孔口起壓力障壁作用。在此等孔口下游設有其他分配腔，該分配腔具有通入蝕刻氣體進入區之通氣孔。後一分配腔可用補充性沖洗氣體流沖洗。相關的沖洗氣體輸送管線通入另一氣體分配腔。該裝置用於沉積GaN。為此，使用由載氣H2運送之NH3以及由載氣H2 運送之TMGa作為製程氣體。在沉積程序期間，H2流穿過蝕刻氣體入口。清洗製程室時，N2流穿過製程氣體進入區。N2及Cl2流穿過蝕刻氣體入口。沉積半導體層時，沖洗氣體流穿過蝕刻氣體進入區，或者說穿過形成蝕刻氣體進入區之孔口。如此選擇該沖洗氣體之流速，使得製程氣體僅能輕微地擴散進入蝕刻氣體進入孔。製程氣體至多進入經沖洗氣體沖洗之分配腔。實施清洗步驟時，沖洗氣體以某一流速穿過製程氣體進入區，即穿過進氣機構與之相關的緊密並置之孔口，使得蝕刻氣體無法擴散進入設於製程氣體進入孔背面之製程氣體分配腔。蝕刻氣體輸送管線較佳設有一或數個壓力障壁。壓力障壁可由橫截面相應較小之通氣孔形成，從而使得通氣孔上游之蝕刻氣體輸送管線中的壓力遠高於通氣孔下游之蝕刻氣體輸送管線中的壓力。此等壓力障壁中的一或數者可設於氣體分配腔下游。該等壓力障壁自製程室朝氣體分配腔方向起擴散障壁作用。
以下結合所附圖式闡述本發明之實施例。
1:製程室
2:基座
3:加熱器
4:進氣機構
5:製程氣體進入區
6:製程氣體進入區
7:製程氣體進入區
8:蝕刻氣體進入機構
9:蝕刻氣體入口
10:通氣孔
11:Cl2源
12:TMGa源(控制裝置)
13:NH3源
14:H2源
15:N2源
16:轉換閥
17:Cl2質量流量控制器
18:N2/H2質量流量控制器
19:轉換閥
20:通風管線
21:輸送管線
22:控制裝置
23:流向
24:排氣機構
25‧‧‧頂板
26‧‧‧沖洗氣體輸送管線
27‧‧‧絕緣環
28‧‧‧護套元件
28'‧‧‧護套元件區段
29‧‧‧蝕刻氣體輸送管線
29'‧‧‧蝕刻氣體輸送管線(環形通道)
30‧‧‧通氣孔
31‧‧‧分配腔
32‧‧‧溢流通道
33‧‧‧孔口
34‧‧‧分配腔
35‧‧‧孔口
36‧‧‧氣體輸送機構
37‧‧‧調溫氣體輸送管線
38‧‧‧傳熱元件
圖1類似於DE 10 2008 055 582 A1的圖5，為本發明用於沉積III-V族半導體層之裝置的橫截面，其中圖示之橫截面平面穿過蝕刻氣體輸送管線29；圖2為如圖1之視圖，但經放大且以另一橫截面平面示出，沖洗氣體輸送管線26及通氣孔30位於該橫截面平面內；圖3為圖1及圖2以剖面圖示出之蝕刻氣體進入機構8的俯視圖；圖4為蝕刻氣體進入機構之透視圖；及圖5為氣體混合系統之主要元件，用以闡述本發明。
在實施例之製程室的技術方案方面，請參閱前文有關於先前技術之介紹。反應器之製程室具有圓形輪廓，包括設於徑向外側之排氣機構24，該排氣機構連接至真空泵及氣體洗滌器。製程室1中央設有如DE 10 2008 055 582 A1所描述之進氣機構4。製程室1之底部由例如以石墨製成之基座2形成，待塗佈基板設於該基座上。基座2下方設有加熱器3，該加熱器可為電阻加熱器、紅外線加熱器或射頻加熱器。藉由加熱器3將基座2之指向製程室1的頂面加熱至製程溫度。製程室1之頂部由一或數個背面被冷卻之頂板25形成。設有傳熱元件38。透過調溫氣體輸送管線37提供調溫氣體，該調溫氣體穿過頂板25與傳熱元件38間之縫隙。圖1及圖2分別示出沿進氣機構4之中心軸所截取的橫截面，該中心軸與製程室1之中心軸相同，其中圖1及圖2的剖面圖錯開一定角度。
進氣機構4具有三個沿垂直疊置之製程氣體進入區5、6、7，可藉由分開的氣體輸送管線分別為該等製程氣體進入區提供製程氣體，其中透過氣體輸送機構36提供該等製程氣體。沿垂直設於進氣機構4上方之氣體輸送機構36被護套元件28包圍，該護套元件具有蝕刻氣體輸送管線29，該蝕刻氣體位於圖1的剖切平面內。蝕刻氣體輸送管線29為蝕刻氣體輸送裝置之組成部分且通入包圍氣體輸送機構36之環形通道29'。環形通道29'具有數個以均勻的角分佈設於該環形腔之整個周邊的通氣孔30，該等通氣孔形成壓力障壁。蝕刻氣體輸送管線29所提供之氣體可為蝕刻氣體或沖洗氣體，該氣體透過此等通氣孔30自護套元件28之區段28' 進入分配腔31，該分配腔同樣環形包圍氣體輸送機構36。分配腔31之一壁部由護套元件區段28'之外壁形成，分配腔31之另一壁部由蝕刻氣體進入機構8之外壁形成。蝕刻氣體進入機構8具有數個設於進氣機構4周圍之環形區內的通氣孔10，該等通氣孔之出口形成蝕刻氣體入口9。設有同心的兩排通氣孔10。但亦可僅設一排通氣孔10。亦可同心設置兩排以上通氣孔。
蝕刻氣體進入機構8可為固定元件，該固定元件承載頂板25。透過卡口連接可將蝕刻氣體進入機構8固定於製程室頂部，或者說固定在護套元件28或氣體輸送機構36上。
蝕刻氣體入口9所在的蝕刻氣體進入區與進氣機構4空間分離。其與進氣機構4間存在一定之徑向距離。
設有沖洗氣體輸送管線26，其設於護套元件28內部且透過孔口33通入絕緣體之分配腔34。以中心軸為參照，沖洗氣體輸送管線26與蝕刻氣體輸送管線29錯開一定角度設置且由圖2示出。該絕緣體由絕緣環27形成，該絕緣環設於蝕刻氣體進入機構8的徑向外側。被送入沖洗氣體輸送管線26的沖洗氣體可透過起壓力障壁作用之孔口35自分配腔34朝製程室1方向排出。其間，沖洗氣體流透過溢流通道32越過蝕刻氣體進入機構8之凸緣段，以便流入分配腔31並且與蝕刻氣體一同穿過蝕刻氣體入口9而流入製程室1。沖洗氣體輸送管線26所提供之沖洗氣體以及在塗佈程序期間穿過蝕刻氣體輸送管線29之沖洗氣體，二者亦用於沖洗蝕刻氣體進入機構8與護套元件28間之狹縫。
設有電子控制裝置22，其設定質量流量控制器17、18之質量流量值。控制裝置22亦用於操作轉換閥16、19。特別地， 藉由轉換閥16可在來自源14之沖洗氣體(例如H2)與來自源15之沖洗氣體(例如N2)間進行切換。製程氣體由源12、13提供。TMGa源12透過質量流量控制器及轉換閥連接製程氣體進入區6。NH3源13透過質量流量控制器及轉換閥連接製程氣體進入區5、7，因而透過製程氣體進入區5、6、7，製程氣體及運載該製程氣體之載氣沿流向23穿過製程室1。進入區5、6、7呈環形圍繞進氣機構4之中心軸延伸且位於蝕刻氣體進入區上游或徑向內側。製程氣體進入區5、6、7沿垂直疊置且具有數個小通氣孔，製程氣體經由該等通氣孔自徑向內側的氣體分配腔流入製程室1。
藉由轉換閥可將載氣-製程氣體混合物切入通風管線20，從而使得氣體流不穿過製程氣體進入區5、6、7。
蝕刻氣體入口9透過蝕刻氣體輸送管線21連接轉換閥19。藉由轉換閥19可將包含有質量流量受質量流量控制器18控制之載氣及受質量流量控制器17控制之蝕刻氣體的氣體流選擇性切入輸送管線21或通風管線20。在製程氣體被送入通風管線20的饋送點下游將蝕刻氣體-載氣混合物送入通風管線20。
在層生長程序期間，用氣體(例如H2)持久沖洗所有的製程氣體進入區5、6、7及蝕刻氣體入口9。透過製程氣體進入區5、6、7進一步將製程氣體送入製程室1。在清洗程序期間，同樣用氣體沖洗所有的製程氣體進入區5、6、7及蝕刻氣體入口9。製程氣體進入區5、6、7通N2。蝕刻氣體入口9通N2與Cl2之混合物。在由生長程序切換至清洗程序之前以及在接入蝕刻氣體之前，藉由轉換閥16將載氣由H2切換為N2。而後才將Cl2約占5-10%、N2占95%之氣體混合物透過管道系統送入在氣體分配器平面中延 伸之分配腔31，蝕刻氣體自該處透過通氣孔10沿垂直流入製程室1。此係一總共包括96個通氣孔10之分配器孔圓(Verteiler-Lochkreis)。如此選擇其佈置方式，使得過壓僅存在於氣密空間且在系統中不產生任何會引起氧化之寄生流。為能進一步避免氧化及蝕刻氣體擴散，可使用進一步的結構，如致偏板或附加的氣體入口。為各入口使用不同材料，此亦為有益之舉。氣體輸送機構36由優質鋼(例如Inconel)構成。護套元件28可用同一種材料製成。絕緣環27及蝕刻氣體進入機構8較佳使用陶瓷、石英或優質鋼。亦可使用SOCl2作為清洗氣體。如此選擇氣體導送方式，使得經製程氣體進入區及蝕刻氣體入口所送入的氣體大約以90°或<90°之角度相遇。製程氣體進入區5、6、7及蝕刻氣體入口9可由不同材料構成，但亦可由同一材料組中包含不同合金之材料構成。以空間分離之方式將製程氣體及蝕刻氣體導入製程室1，使得在貼近製程氣體的氣體入口之情況下進行計算時，其結果至少顯示以LOG10為單位之五個數量級的蝕刻氣體減少。
前述實施方案係用於說明本申請整體所包含之發明，該等發明至少透過以下特徵組合分別獨立構成相對於先前技術之進一步方案：一種裝置，其特徵在於，該蝕刻氣體入口9沿該氫化物及該有機金屬化合物之流向23在該等製程氣體進入區5、6、7下游通入該製程室1，其中該控制裝置22所採用之設計以及該等製程氣體進入區5、6、7及該蝕刻氣體入口9所採用之佈置方式使得，自該等製程氣體進入區5、6、7排出之該等製程氣體在沉積該半導體層時無法進入該蝕刻氣體入口9，並且在清洗該製程室時自該蝕 刻氣體入口9排出之該蝕刻氣體無法進入該等製程氣體進入區5、6、7；一種方法，其特徵在於，該蝕刻氣體透過蝕刻氣體入口9被送入該製程室1，該蝕刻氣體入口沿該氫化物及該有機金屬化合物之流向設於該等製程氣體進入區5、6、7下游，其中在沉積該半導體層時，設定透過該等製程氣體進入區5、6、7流入該製程室1之氣體的質量流量以及透過該蝕刻氣體入口9流入該製程室1之沖洗氣體的質量流量，使得該等製程氣體不進入該蝕刻氣體入口9，並且在清洗該製程室1時，設定透過該蝕刻氣體入口9被導入該製程室1之蝕刻氣體流的質量流量以及透過該等製程氣體進入區5、6、7被送入該製程室1之沖洗氣體流的質量流量，使得無蝕刻氣體進入設於該等製程氣體進入區5、6、7上游之氣體輸送管線；一種裝置，其特徵在於，該製程室1具有圓形輪廓，並且該進氣機構4設於該製程室1中央，並且該蝕刻氣體入口9由該製程室頂部之設於該進氣機構4周圍的環形區形成；一種裝置，其特徵在於，該蝕刻氣體入口9之該環形區由用於固定頂板25之環形固定元件形成；一種方法或一種裝置，其特徵在於，該等製程氣體進入區5、6、7由氣體輸送管線供氣，該等氣體輸送管線由沿垂直設於該進氣機構4上方之氣體輸送機構36形成，其中該氣體輸送機構36被護套元件28包圍，該護套元件形成蝕刻氣體輸送管線29、29'；一種方法或一種裝置，其特徵在於，該蝕刻氣體輸送管線29通入包圍該氣體輸送機構36之環形通道29'，該環形通道 透過數個分佈於該環形通道29'之整個周邊的通氣孔30連接分配腔31，其中該等通氣孔30起壓力障壁作用；一種裝置，其特徵在於，該分配腔31為環形腔，該環形腔透過形成該蝕刻氣體入口9之通氣孔10與該製程室1通流連接；一種裝置，其特徵在於用於將沖洗氣體送入該分配腔31之沖洗氣體輸送管線26；一種方法，其特徵在於，該蝕刻氣體為Cl2，並且實施清潔步驟期間所使用之該沖洗氣體為N2；一種方法，其特徵在於，該等製程氣體包含第III主族元素及/或第V主族元素，且特別是NH3及TMGa，並且沉積層時所使用之該沖洗氣體為H2或N2；一種裝置，其特徵在於該蝕刻氣體輸送管線29中的至少一壓力障壁，該壓力障壁特別由通氣孔30形成；一種裝置，其特徵在於，該壓力障壁30設於該氣體分配腔31下游。
所有已揭露特徵(作為單項特徵或特徵組合)皆為發明本質所在。故本申請之揭露內容亦包含相關/所附優先權檔案(在先申請副本)所揭露之全部內容，該等檔案所述特徵亦一併納入本申請之申請專利範圍。附屬項以其特徵對本發明針對先前技術之改良方案的特徵予以說明，其目的主要在於在該等請求項基礎上進行分案申請。
5:製程氣體進入區
6:製程氣體進入區
8:蝕刻氣體進入機構
9:蝕刻氣體入口
10:通氣孔
25:頂板
26:沖洗氣體輸送管線
27:絕緣環
28:護套元件
28':護套元件區段
29':蝕刻氣體輸送管線(環形通道)
30:通氣孔
31:分配腔
32:溢流通道
33:孔口
34:分配腔
35:孔口
36:氣體輸送機構

Claims (12)

  1. 一種用於沉積III-V族半導體層之裝置，包括製程室(1)、形成該製程室(1)之底部且用於容置一或數個待塗佈基板之基座(2)、用於將該基座(2)加熱至製程溫度之加熱器(3)及進氣機構(4)，該進氣機構具有至少一第一製程氣體進入區及第二製程氣體進入區(5、6、7)，該等製程氣體進入區分別用於將製程氣體導入該製程室(1)，其中具有頂板(25)的製程室(1)頂部在該基座(2)上方延伸，其中製程室(1)的高度係由該基座(2)和該製程室(1)頂部之間的垂直距離所界定，其中該等製程氣體進入區(5、6、7)係沿著該進氣機構(4)之表面分佈於不同高度位置，其中該第一製程氣體進入區(5、7)與提供第V主族氫化物作為製程氣體之氫化物源(13)連接，並且該第二製程氣體進入區(6)與提供第III主族有機金屬化合物作為製程氣體之有機金屬化合物源(12)連接，其中蝕刻氣體入口(9)連接蝕刻氣體源(11)，且其中設有可由控制裝置(22)操作之轉換閥(16、19)以及可由該控制裝置設定之質量流量控制器(17、18)，以便將該氫化物、該有機金屬化合物及該蝕刻氣體分別藉由一載氣以質量流量控制之方式透過輸送管線(21)一併導入該製程室(1)，其中該氫化物和該有機金屬化合物的流向(23)係由從該進氣機構(4)越過該基座(2)到排氣口的徑向水平方向所界定，其特徵在於，該蝕刻氣體入口(9)沿該氫化物及該有機金屬化合物之流向(23)在該等製程氣體進入區(5、6、7)下游通入該製程室(1)，其中該控制裝置(22)所採用之設計以及該等製程氣體進入區(5、6、7)及該蝕刻氣體入口(9)所採用之佈置方式，使得在沉積該半導體層時，自該等製程氣體進入區(5、6、7)排出之該等製程氣體無法進入該蝕刻氣 體入口(9)，而一沖洗氣體流穿過該蝕刻氣體入口(9)，以及在清洗該製程室時，自該蝕刻氣體入口(9)排出之該蝕刻氣體無法進入該等製程氣體進入區(5、6、7)，而該沖洗氣體流穿過該等製程氣體進入區(5、6、7)，其中該製程室(1)具有圓形輪廓，該進氣機構(4)設於該製程室(1)中央並延伸過該製程室(1)之整個高度，以及該蝕刻氣體入口(9)由該製程室頂部之設於該進氣機構(4)周圍的環形區形成，該環形區由用於固定至少一頂板(25)的環形固定元件形成，以及其中製程氣體沿徑向水平穿過該製程室(1)流至位在該製程室(1)之徑向外緣上的排氣口。
  2. 如請求項1之裝置，其中，該等製程氣體進入區(5、6、7)由氣體輸送管線供氣，該等氣體輸送管線由沿垂直設於該進氣機構(4)上方之氣體輸送機構(36)形成，其中該氣體輸送機構(36)被護套元件(28)包圍，該護套元件形成蝕刻氣體輸送管線(29、29')。
  3. 如請求項1之裝置，其中，該蝕刻氣體輸送管線(29)通入包圍該氣體輸送機構(36)之環形通道(29')，該環形通道透過數個分佈於該環形通道(29')之整個周邊的通氣孔(30)連接分配腔(31)，其中該等通氣孔(30)起壓力障壁作用。
  4. 如請求項1之裝置，其中，該分配腔(31)為環形腔，該環形腔透過形成該蝕刻氣體入口(9)之通氣孔(10)與該製程室(1)通流連接。
  5. 如請求項1之裝置，其中，具有用於將沖洗氣體送入該分配腔(31)之沖洗氣體輸送管線(26)。
  6. 如請求項1之裝置，其中，該蝕刻氣體輸送管線(29)中具有至少一壓力障壁，該壓力障壁由通氣孔(30)形成。
  7. 如請求項3之裝置，其中，該壓力障壁設於該氣體分配腔(31) 下游。
  8. 一種在一或數個待塗佈基板上沉積III-V族半導體層之方法，該等基板容置於形成製程室(1)之底部的基座(2)上，該基座(2)被加熱器(3)加熱至製程溫度，其中分別透過進氣機構(4)之第一及第二製程氣體進入區(5、6、7)將製程氣體導入該製程室(1)以沉積該半導體層，其中透過第一製程氣體進入區(5、7)將第V主族氫化物導入該製程室(1)，並且透過該第二製程氣體進入區(6)將第III主族有機金屬化合物導入該製程室(1)，其中具有頂板(25)的製程室(1)頂部在該基座(2)上方延伸，其中製程室(1)的高度係由該基座(2)和該製程室(1)頂部之間的垂直距離所界定，其中該等製程氣體進入區(5、6、7)係沿著該進氣機構(4)之表面分佈於不同高度位置，其中該氫化物和該有機金屬化合物的流向(23)係由從該進氣機構(4)到排氣口的徑向水平方向所界定，且其中透過蝕刻氣體入口(9)將蝕刻氣體導入該製程室(1)以在沉積該半導體層後清洗該製程室，其中該等製程氣體之質量流量及該蝕刻氣體之質量流量由受控制裝置(22)控制之質量流量控制器(17、18)控制，其特徵在於，該蝕刻氣體透過該蝕刻氣體入口(9)被送入該製程室(1)，該蝕刻氣體入口沿該氫化物及該有機金屬化合物之流向(23)設於該等製程氣體進入區(5、6、7)下游，其中在沉積該半導體層時，設定透過該等製程氣體進入區(5、6、7)流入該製程室(1)之氣體的質量流量以及透過該蝕刻氣體入口(9)流入該製程室(1)之沖洗氣體的質量流量，使得該等製程氣體不進入該蝕刻氣體入口(9)，而該沖洗氣體流穿過該蝕刻氣體入口(9)，以及在清洗該製程室(1)時，設定透過該蝕刻氣體入口(9)被導入該製程室(1)之蝕刻氣體流的質量流量以及 透過該等製程氣體進入區(5、6、7)被送入該製程室(1)之沖洗氣體流的質量流量，使得蝕刻氣體流穿過該蝕刻氣體入口(9)且無蝕刻氣體進入設於該等製程氣體進入區(5、6、7)上游之氣體輸送管線，而該沖洗氣體流穿過該等製程氣體進入區(5、6、7)，其中該製程室(1)具有圓形輪廓，該進氣機構(4)設於該製程室(1)中央並延伸過該製程室(1)之整個高度，以及該蝕刻氣體入口(9)由該製程室頂部之設於該進氣機構(4)周圍的環形區形成，該環形區由用於固定至少一頂板(25)的環形固定元件形成，以及其中製程氣體沿徑向水平穿過該製程室(1)流至位在該製程室(1)之徑向外緣上的排氣口。
  9. 如請求項8之方法，其中，該等製程氣體進入區(5、6、7)由氣體輸送管線供氣，該等氣體輸送管線由沿垂直設於該進氣機構(4)上方之氣體輸送機構(36)形成，其中該氣體輸送機構(36)被護套元件(28)包圍，該護套元件形成蝕刻氣體輸送管線(29、29')。
  10. 如請求項8之方法，其中，該蝕刻氣體輸送管線(29)通入包圍該氣體輸送機構(36)之環形通道(29')，該環形通道透過數個分佈於該環形通道(29')之整個周邊的通氣孔(30)連接分配腔(31)，其中該等通氣孔(30)起壓力障壁作用。
  11. 如請求項8之方法，其中，該蝕刻氣體為Cl2，並且實施清潔步驟期間所使用之該沖洗氣體為N2。
  12. 如請求項8之方法，其中，該等製程氣體具有第V主族元素及/或第III主族元素，且其為NH3及TMGa，並且沉積層時所使用之該沖洗氣體為H2或N2。
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