一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提供一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板，將晶圓襯底通過卡槽固定，可以縮小晶圓襯底與襯底托板的接觸面積，從而擴大了分子束外延工藝過程中晶圓襯底的可利用面積，還可以提升外延生長過程中，晶圓襯底邊緣的熱均勻性，從而提高晶圓生長良率；此外，由于組成內(nèi)環(huán)的第一半圓環(huán)與第二半圓環(huán)之間設(shè)置有一定寬度的縫隙，從而可以兼容原始晶圓襯底存在的加工誤差，并能夠進一步限制晶圓襯底在生長過程中的滑動，以減少分子束外延工藝過程中在晶圓邊緣產(chǎn)生的劃痕和污染，從而提高分子束外延產(chǎn)品的生長良率。產(chǎn)品的生長良率。產(chǎn)品的生長良率。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板


[0001]本技術(shù)涉及半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板。

技術(shù)介紹

[0002]分子束外延技術(shù)是一種半導(dǎo)體材料制備工藝，其原理是在超高真空腔體中，把晶體的各個組分和摻雜的原子(分子)通過熱蒸發(fā)、裂解，按照一定的比例從束源爐噴射到襯底上進行晶體外延生長制備。在晶體的生長制備過程中，襯底通常被放置在具有與襯底大小相對應(yīng)尺寸的孔及載片臺階的襯底托板上。
[0003]目前，現(xiàn)有技術(shù)中常用的襯底托板外側(cè)均為具有一定厚度的圓板，且在圓板上開出一個或多個圓孔，用于放晶圓，其中，每個圓孔的邊緣都設(shè)計有兩級臺階，使得圓孔從上至下形成三個從大到小的同心圓，中間層的圓與最下層的圓構(gòu)成水平臺階面，即為載片臺階面，最上層的圓與中間層的圓構(gòu)成水平臺階面即為放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階面，而在使用過程中，晶圓襯底的邊緣部分一般都是落在襯底托板的載片臺階上的，從而導(dǎo)致在外延邊界區(qū)域大約2mm的區(qū)域范圍未能進行生長，大大浪費了晶圓襯底的可使用面積。同時，由于襯底托板在分子束外延過程中要始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，但是生產(chǎn)商提供的晶圓襯底的直徑都存在一定的誤差，而這種誤差的存在會使得直徑偏小的晶圓襯底在生長過程中會與托板發(fā)生相對位移從而在晶圓襯底的邊界處產(chǎn)生劃痕和污染，降低了晶圓生長的良率。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的襯底托板與晶圓襯底具有較大的接觸面積，且襯底托板與晶圓襯底的物理性質(zhì)有很大的區(qū)別，在晶圓生長過程中會以熱輻射的形式對襯底托板與晶圓襯底進行加熱，使得晶圓襯底的邊緣形成不均勻的溫度梯度，從而嚴重影響晶圓襯底的邊緣外延晶圓質(zhì)量，尤其是對生長溫度比較敏感的外延結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本技術(shù)的目的在于提供一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于晶圓襯底與襯底托板的接觸面積過大，既浪費了晶圓襯底的可使用面積，又使得晶圓襯底邊緣會形成不均勻的溫度梯度而導(dǎo)致的生長良率低以及由于晶圓襯底誤差的存在導(dǎo)致的在晶圓襯底邊界處產(chǎn)生劃痕和污染的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)提供一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板，所述襯底托板用于承載并固定晶圓襯底，所述襯底托板包括：
[0006]本體，所述本體的形狀為圓環(huán)狀且中間設(shè)有穿透的環(huán)形腔；
[0007]內(nèi)環(huán)，所述內(nèi)環(huán)與所述本體同心設(shè)置并卡接在所述環(huán)形腔內(nèi)，所述內(nèi)環(huán)包括第一半圓環(huán)和第二半圓環(huán)，且所述第一半圓環(huán)和所述第二半圓環(huán)的內(nèi)壁中心處均開設(shè)有卡槽。
[0008]可選地，所述襯底托板還包括支撐件，其中，所述支撐件為所述內(nèi)環(huán)提供支撐且所述支撐件的直徑小于所述本體的直徑。
[0009]可選地，所述內(nèi)環(huán)的直徑與所述卡槽的深度之和不小于晶圓襯底的直徑。
[0010]可選地，所述本體與所述內(nèi)環(huán)的接觸面為斜面，且所述斜面與水平面之間的夾角度數(shù)為60
°
～80
°
。
[0011]可選地，所述卡槽為直角向內(nèi)的三角形卡槽，所述三角形卡槽的深度0.1mm～0.3mm。
[0012]可選地，所述卡槽為正方形卡槽，所述正方形卡槽的深度為0.1mm～0.3mm。
[0013]可選地，所述第一半圓環(huán)和所述第二半圓環(huán)互不接觸且所述第一半圓環(huán)和所述第二半圓環(huán)之間形成有縫隙。
[0014]可選地，所述縫隙的大小為0.25mm。
[0015]可選地，所述本體與所述內(nèi)環(huán)之間為可拆卸連接。
[0016]如上所述，本技術(shù)的一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板，具有以下有益效果：將晶圓襯底通過卡槽固定，可以縮小晶圓襯底與襯底托板的接觸面積，從而擴大了分子束外延工藝過程中外延片的可利用面積，還可以提升外延生長過程中，晶圓襯底邊緣的熱均勻性，從而提高晶圓生長良率；此外，由于組成內(nèi)環(huán)的半圓環(huán)之間設(shè)置一定寬度的縫隙，從而可以解決原始晶圓襯底存在的加工誤差，并能夠進一步限制晶圓襯底在生長過程中的滑動，從而減少分子束外延工藝過程中在晶圓邊緣產(chǎn)生的劃痕和污染，提高分子束外延生長的良率。
附圖說明
[0017]圖1顯示為本技術(shù)的襯底托板裝載后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2顯示為本技術(shù)的襯底托板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3顯示為本技術(shù)的襯底托板的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標記
[0021]101、本體；102、第一半圓環(huán)；103、第二半圓環(huán)；104、卡槽；105、斜面；106、縫隙；107、支撐件；108、晶圓襯底。
具體實施方式
[0022]以下由特定的具體實施例說明本技術(shù)的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本技術(shù)的其他優(yōu)點及功效。
[0023]請參閱圖1至圖3。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本技術(shù)可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本技術(shù)所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本技術(shù)所揭示的
技術(shù)實現(xiàn)思路
得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本技術(shù)可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更
技術(shù)實現(xiàn)思路
下，當亦視為本技術(shù)可實施的范疇。
[0024]在本技術(shù)中，除另有明確規(guī)定外，如有術(shù)語“組裝”、“相連”、“連接”等術(shù)語應(yīng)作廣義去理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；也可以是機械連接；可以是直接相連，也可以是通過中間媒介相連，可以是兩個元件內(nèi)部相連通。此外，使
用“第一”、“第二”、“第三”等詞語來限定零部件，僅僅是為了便于對上述零部件進行區(qū)別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對本專利技術(shù)保護范圍的限制。
[0025]在MBE設(shè)備中，一般采用三級臺階式托板來支撐晶圓襯底108，但三級臺階式托板在使用過程中會使得晶圓襯底108與托板的接觸面積過大，導(dǎo)致在生長過程中會有部分區(qū)域未能進行生長，從而造成晶圓襯底108的浪費，此外，由于生產(chǎn)商提供的晶圓襯底108的直徑都存在一定的誤差，而這種誤差的存在會使得直徑偏小的晶圓襯底108在生長過程中會與托板發(fā)生相對位移從而在晶圓襯底108的邊界處產(chǎn)生劃痕和污染，從而降低了晶圓襯底108生長的良率，并且在晶圓生長過程中會以熱輻射的形式對襯底托板與晶圓襯底108進行加熱，使得晶圓襯底108的邊緣形成不均勻的溫度梯度，從而嚴重影響晶圓襯底108的邊緣外延晶體質(zhì)量。因此，需要提供一種新型的襯底托板來解決上述使用三級臺階式托板來進行分子束外延大規(guī)模生成時所面對的問題。
[0026]如圖1所示，本技術(shù)提供一種分子束外延設(shè)備中的襯本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板，所述襯底托板用于承載并固定晶圓襯底，其特征在于，所述襯底托板包括：本體，所述本體的形狀為圓環(huán)狀且中間設(shè)有穿透的環(huán)形腔；內(nèi)環(huán)，所述內(nèi)環(huán)與所述本體同心設(shè)置并卡接在所述環(huán)形腔內(nèi)，所述內(nèi)環(huán)包括第一半圓環(huán)和第二半圓環(huán)，且所述第一半圓環(huán)和所述第二半圓環(huán)的內(nèi)壁中心處均開設(shè)有卡槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯底托板，其特征在于：所述襯底托板還包括支撐件，其中，所述支撐件為所述內(nèi)環(huán)提供支撐且所述支撐件的直徑小于所述本體的直徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯底托板，其特征在于：所述內(nèi)環(huán)的直徑與所述卡槽的深度之和不小于晶圓襯底的直徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯底托板，其特征在于：所述本體與所述內(nèi)環(huán)的接觸面為斜面，且所述斜面...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙旭熠，許東，王瑋竹，尚金銘，唐天義，
申請(專利權(quán))人：上海新微半導(dǎo)體有限公司，
類型：新型
國別省市：