CN101054718A - 通过晶片承载器温度偏置来改变晶片表面温度的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于均匀地加热放置在用于诸如化学汽相沉积反应器之类的晶片处理系统的晶片承载器中的衬底的方法，其中，晶片间隔室的第一图案设置在晶片承载器的顶部，如晶片承载器的一个或多个环，而不同于晶片承载器材料的嵌入材料的第二图案嵌入在晶片承载器的底部，嵌入材料的第二图案基本是晶片间隔室的第一图案的凹凸反相，使得在无晶片间隔室的中间区中至少有与有晶片和晶片间隔室的晶片承载区中一样多的材料界面。

Description

通过晶片承载器温度偏置来改变晶片表面温度的系统和方法
背景技术
均匀的加热对于包括应用到诸如基于Si或GaN的晶片之类的薄衬底的化学汽相沉积工艺的很多工业应用是重要的。在一些化学汽相沉积系统中，通常将一个或多个晶片衬底放置在包含具有一个或多个晶片间隔室或晶片凹室的晶片承载器的反应器中。然后将晶片承载器和晶片衬底在反应器中加热，并经受在衬底表面附近反应的诸气体。这种反应导致薄的外延材料层在晶片衬底的表面上生长，在其上形成理想的晶体结构。所得的经加工处理的晶片可用于诸如集成电路和发光二级管之类的成品的生产。
在所处理的晶片上生长的各层中成分均匀性对有效的晶片生长是重要的。例如，一些现有的衬底加工处理系统在晶片衬底和晶片承载器之间的边缘接触面处具有边缘效应。通常可在晶片承载器中晶片衬底的边缘相对于晶片衬底的其余部分的不均匀加热后观察到边缘效应。不利的是，边缘效应不仅导致晶片上的外延生长层的不均匀的沉积，还导致进入部分晶片的杂质的迁移，甚至，在某些情况下，晶片弯曲成“炸土豆片”的形状。这可导致降低的晶片成品率、降低的晶片质量以及所处理的晶片中缺陷和裂纹的增加。
这对于采用诸如In、As、P、Mg、Te、Se、S和Zn等更易挥发的成分的沉积工艺尤其真确。这些更易挥发成分在用于在衬底晶片上生长外延层的温度下具有相当大的蒸气压，并且在晶片衬底的区域上稍微不同的温度处具有稍微不同的气相平衡。因此，由于晶片衬底的不均匀的加热，可发生从晶片的一个区域到另一个区域的质量的转移。具体地，当气流从晶片上较热的区域移动到稍微较凉的区域时，较热的区域中的气相，与平衡相比，会变浓，并导致质量从晶片的一个区域转移到另一个区域，从而导致某些区域中(但不是在其它的区域中)布置于晶片表面上的固相中的易挥发种类的成分不对称的增加。这种质量从较热区域向较凉区域转移可导致成分的不均匀性，尤其是对于含有In的衬底材料。
发明内容
所需要的是一种用于均匀地加热晶片衬底的系统和方法，它允许热均匀地传导到晶片承载器上晶片的所有的部分而减小质量转移边缘效应。
在一方面，提供了一种晶片承载器，包括：晶片承载器结构；由晶片承载器结构的第一材料形成的第一表面，第一表面包括多个嵌入的晶片间隔室；与晶片承载器结构上的第一表面相对设置的第二表面，第二表面包括与第一材料接合的第二材料，第二材料不同于第一材料；以及，第二材料基本覆盖除与第一表面上的多个嵌入晶片间隔室基本相对的第二表面的区域外的全部的第二表面。
在一方面，提供了一种晶片承载器，包括：晶片承载器结构，在其中具有晶片间隔室的第一图案的第一表面，第一表面由晶片承载器结构的第一材料形成；以及，与晶片承载器结构上的第一表面相对设置的第二表面，第二表面具有设置于其中的第二材料的第二图案，其中，第二材料的第二图案基本是晶片间隔室的第一图案的凹凸反相。
在另一方面，公开了一种化学汽相沉积反应器，包括：反应器室，反应器室包括一组限定室的内部和外部的室壁、顶部和底部；设置在反应器室内用于从至少一个外部气体源向反应器室提供气体的气体盖；设置在反应器室内的加热元件；设置在基座上的晶片承载器，包括具有其中晶片间隔室的第一图案的第一表面，第一表面由第一材料形成，第二表面与第一表面相对设置，第二表面具有设置于其中的嵌入的第二材料的第二图案，其中嵌入的第二材料的第二图案基本是晶片间隔室的第一图案的凹凸反相；以及，支座，其上加热元件、基座和晶片承载器设置在室的内部。
在另一方面，提供了一种加热晶片以在其上沉积外延层的的方法，包括一种在整个晶片承载器上均匀地分配热的方法，该方法包括：将多个晶片放置在设置在晶片承载器顶部的晶片间隔室的第一图案中；将晶片承载器设置在基座上以向晶片承载器辐射热，使得晶片承载器的底面与基座相通，其中，基座的底部包括在基本与第一图案相反的第二图案中嵌入的辐射材料；以及，经由加热元件加热基座，使得基座将热传送到晶片承载器的底面上。
在一方面，公开了一种晶片承载器，包括一种限定相对方向的第一和第二表面的结构，该结构包括晶片接收区和中间区，该结构适于在晶片接收区的第一表面上接收晶片，中间区在第一和第二表面之间的热导率比晶片接收区的第一和第二表面之间的热导率低，其中，该结构在中间区中至少包括两个单元，在它们之间限定了一个热界面。
附图说明
图1示出现有技术的化学汽相沉积反应器的横截面示意图。
图2示出现有技术的多衬底晶片承载器的示意性横截面图。
图3A示出本发明的多晶片承载器的一个实施例的示意性横截面图。
图3B示出被分为没有晶片间隔室的区域和具有晶片间隔室的区域的、图3A的多晶片承载器的单一主体的一个实施例。
图4示出包括双层嵌入界面材料的本发明多晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。
图5示出包括三层嵌入界面材料的本发明多晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。
图6示出包括单层嵌入界面材料的本发明单晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。
图7示出包括单层中间的嵌入界面材料和修改的晶片间隔室的本发明单晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。
图8A示出包括单层嵌入的界面材料、经修改的晶片间隔室以及用于将晶片保持在适当位置的径向台阶的本发明单晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。
图8B示出图8A所示的本发明单晶片承载器的一个实施例的俯视图。
图9A示出包括单层嵌入界面材料、经修改的晶片间隔室以及用于将晶片保持在适当位置的支柱的本发明单晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。
图9B示出图9A所示的本发明单个承载器的一个实施例的俯视图。
图10A示出如图3所示的本发明多晶片承载器一个实施例的俯视立体图。
图10B示出如图3所示的本发明多晶片承载器的一个实施例的仰视立体图。
图11A示出包括两圈晶片间隔室的本发明多晶片承载器的一个实施例的俯视立体图。
图11B示出包括两圈晶片间隔室的本发明多晶片承载器的一个实施例的仰视立体图。
具体实施方式
已经发现可通过调节形成晶片承载器结构的材料之间的界面的数量来明显的改善晶片加热均匀性，从而使晶片承载器和晶片之间的界面(边缘效应经常发生的地方)被晶片承载器自身内无晶片间隔室的晶片承载器区域中、第一晶片承载器材料和第二晶片承载器材料之间的附加的界面被抵销。
图1示出现有技术的化学汽相沉积反应器的简化的横截面示意图。反应器室100由室顶105、室壁110、室底115以及室盖或凸缘120限定。将盖或凸缘120耦合到一种或多种气体125源，气体125经由盖或凸缘120进入室100、以参与或帮助在置于晶片承载器130中一个或多个晶片间隔室135内的一个或多个晶片衬底140上或附近的反应，其中，晶片衬底140沿晶片间隔室135的表面形成晶片-承载器界面145。晶片承载器130一般直接地位于基座150的顶部，或者经由一个或多个晶片承载器调整片155固定在基座上。基座150通过一个或多个加热元件160来加热，加热元件160由本领域的技术人员所熟知类型的加热元件控制电路165来控制和/或监视。临近加热元件且通常在加热元件之下的是热屏蔽170。
将晶片衬底140、晶片承载器130和基座150保持在主轴180上。在旋转盘反应器中，主轴180通过发动机系统185以相对于反应室100的中心轴(α)的旋转速度(β)旋转。气体经由排气通道190排离反应器。
图2示出用于图1类型的反应器的的现有技术的多晶片承载器的简化示意性横截面图。晶片承载器的尺寸并不按比例的，但使承载器的各个单元清楚示出。因此，晶片承载器130包括顶面200和底面210。在晶片承载器的顶面200上，设置了一个或多个晶片间隔室135，其中放置了一个或多个晶片140从而使晶片-承载器界面145形成于晶片间隔室135中晶片140和晶片承载器130的材料之间的边界上。
晶片承载器包括：(1)有晶片间隔室的那些区域，以及(2)无晶片间隔室的那些区域。在无晶片承载器的区域，被绘制成垂直于晶片承载器130的第一表面200和第二表面210而与晶片承载器交叉的第一垂直线222没有与任何其它材料的界面。然而，在晶片承载器中有晶片的诸区域中，第二垂直交叉线225显示出在晶片间隔室135中晶片140自身和晶片承载器130之间的界面145。因此，在有晶片间隔室的区域中要比无这种晶片间隔室的区域中有更多的界面，结果，认为热量的热导率在每一个所形成的区域中是不同的。
图3A示出本发明的多个晶片承载器的一个实施例的示意性横截面图。经修改的晶片承载器300在一个或多个晶片间隔室335中固定一个或多个晶片340。在晶片间隔室335中晶片340和晶片承载器300之间形成界面345。经修改的晶片承载器300可直接放置或经过承载器调整片310放置在诸如但不限于图1的反应室之类的化学气象反应室中的基座上或中。
经修改的晶片承载器300包括顶面360和底面365，而使晶片间隔室335和晶片340处在顶面360中。
然而，将晶片承载器300的底面修改成包括与晶片承载器材料不同材料的嵌入的区域350(尽管也可采用相同晶片承载器材料的两个单元之间的界面，但与晶片承载器材料不同的材料是较佳的)。嵌入区350嵌入于晶片承载器300的底面365中以使它们形成嵌入图案(第二图案)，该图案基本是形成于晶片承载器300的顶面360上的晶片间隔室335的图案(第一图案)的凹凸反相。第一图案和第二图案详细地示于以下的图9A和图9B中。作为与图9A和9B的关系，图3所示的横截面是如由图9A和9B所示的交叉线(Y)所示的晶片承载器的横截面。
嵌入区350较佳地经由螺旋拧紧、焊接或其它工艺永久地固定到晶片承载器300以在嵌入的区域350和晶片承载器300之间、尤其是在无晶片间隔室的晶片承载器的区域中形成永久界面355。在一个实施例中，将嵌入区域350经由通过晶片承载器中穿过嵌入区中的螺纹孔的埋头螺钉拧紧到晶片承载器300上。该界面355有利地在嵌入区350和晶片承载器300之间无晶片间隔室335的晶片承载器300的某些区域中形成传导障碍。
在一个实施例中，晶片承载器300较佳地由包括具有玻璃态表面涂层的石墨(包括，例如，薄的非多孔表面涂层以密封约12％的石墨多孔性)的第一材料形成。用作晶片承载器中的嵌入材料350的第二材料较佳地是钼或其合金。一般而言，晶片承载器300的所有的组分和第二材料350可以是任何数量的材料，包括但不限于：没有涂层或具有诸如SiC、热解石墨、FABMATE(POCO GRAPHITE的商标)之类的不同的表面涂层的石墨；诸如SiC、AlN、Al2O3(较佳地如通过热压或CVD工艺获得的)之类的体陶瓷；或者诸如钼、钨TZM(ADVANCEDMATERIALS AND DESIGN公司的商标)之类的高熔点材料；或者有或没有表面涂层的任何它们的合金或复合材料。
可将晶片承载器300看作相对方向的第一表面360和第二表面365。此外，可将晶片承载器看成分为晶片接收区330和中间区320。晶片接收区330包括晶片承载器中包括第一表面360上的晶片间隔室335的那些部分，从而使晶片承载器的结构可适合于在晶片接收区330中的第一表面360上接收晶片340。
中间区320包括无晶片间隔室335的晶片承载器的诸部分。中间区320有利地在第一表面360和第二表面365之间的区域中具有比晶片接收区330的第一和第二表面之间的热导率低的热导率。可将导率定义为阻率的倒数，例如可测量为电流和电压的比(I/E)。
中间区320可包括由不同材料形成的嵌入区350，以在中间区中形成与形成晶片承载器的材料的界面，而使至少两个单元(嵌入区和晶片承载器自身)在中间区中限定至少一个热界面。或者，中间区320可由夹层区(例如，见图4和5)形成，它在中间区中形成在上面和下面都与形成晶片承载器的材料的界面。结果，晶片承载器的热导率在两个不同的区域之间基本相等。因此，在无晶片承载器的区域(中间区320)，穿过晶片承载器绘制的垂直于晶片承载器300的第一表面360和第二表面365的第一垂直线322具有与嵌入材料350的至少一个界面。在晶片承载器中无晶片的区域(晶片承载区330)，第二垂直线325显示出在晶片间隔室335中晶片340自身和晶片承载器300之间的晶片-晶片承载器界面345。
图3B示出分为无晶片间隔室的区域和有晶片间隔室的区域的、图3A的多晶片承载器300的单一主体305的一个实施例。较佳地，晶片承载器300的主体由限定了晶片承载器的第一表面360和第二表面365的单一主体305形成。主体305较佳地延伸进入中间(非晶片-承载器)区320，从而使在中间区320中所形成的热界面的两个单元中的一个是单一主体，而另一个单元是嵌入或中间材料350。类似地，单一主体较佳地在中间区320中限定第一表面360、以及在晶片承载区330中的第二表面365。
图4示出包括界面材料的中间层的本发明多晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。在该实施例中，晶片承载器400包括晶片承载器调整片410、无晶片间隔室435的一组第一区(中间区)420以及有晶片间隔室435的一组第二区(晶片接收区)430。如以上，晶片衬底440放置在晶片承载器400中的晶片间隔室435中，形成晶片-晶片承载器界面445。晶片承载器包括顶面460和底面465。在底面上，如同前面的实施例一样，提供有嵌入材料450并且嵌入材料450形成与晶片承载器400的界面455，同时在晶片承载器400的中间区420中形成与底面465的平坦表面。
在该实施例中，不含有晶片间隔室的晶片承载器的区域中的嵌入物由多层材料组成。第一嵌入材料450和第二嵌入材料470都嵌入在晶片承载器400的底面465的区域中。结果，第一界面455形成于第一嵌入材料450和晶片承载器400之间，而第二界面475形成于第一嵌入材料450和第二嵌入材料470之间。
将第一嵌入材料450和第二嵌入材料470再次主要地放置在不含有晶片间隔室420的晶片承载器的区域。或者，第一嵌入材料450和第二嵌入材料470嵌入地放置在晶片承载器的、呈基本是晶片承载器400的顶面460上的晶片间隔室435的图案的凹凸反相的图案的底面465上，例如，如图9A和9B的凹凸反相图案所示。在晶片承载区430，主晶片承载器材料490至少形成部分晶片承载器的底面。
此外，第一嵌入材料450和第二嵌入材料470较佳的是不同的材料，或者在化学成分、合金百分比方面不同或者它们是类似的成分但具有不同的浓度、相对金属百分比或重量。或者，它们可以是相同的材料但在两个单元之间具有材料界面。不同的材料和多界面455和475导致在无晶片间隔室的晶片承载器的的区域中热导率的相对减小，这可减少放置在晶片承载器中的晶片的特定区域的边缘效应、过热或加热不足。
图5示出包括三层嵌入界面材料的本发明多晶片承载器的一幅简化示意性横截面图。在该示例中，第三层嵌入材料放置在晶片承载器的底面的区域中，形成基本是晶片承载器的顶面上的晶片间隔室的图案的凹凸反相的图案。
第三材料580形成第三材料界面585。第三材料580可不同于晶片承载器500的材料、第一嵌入材料550和第二嵌入材料570，或者第三材料580可与其它材料中的一种相同，只要所得界面555、575和585在每一个材料界面处的材料之间各自形成不连续(无论界面在不同的材料之间还是在相同的材料之间)。此外，材料层中的每一层可以是不同的图案，使得未必要所有的嵌入材料层都必须是晶片承载器的顶面上的晶片间隔室的图案的精确的凹凸反相的图案。
此外，尽管晶片承载器500的底面565上的嵌入材料550、570和/或580一般在无晶片间隔室的第一区520中，但它们未必精确地位于第一区520内。例如，第一嵌入材料550具有与晶片承载器第一区520但不是第二区530的界面。第二嵌入材料570具有与晶片承载器的小于第一区520的全部且没有第二区530的界面，而第三嵌入材料580具有与晶片承载器全部的第一区520和一小部分第二区530的界面。如此，嵌入材料基本位于第一区内以及第二区外，但各自的边界可以变化同时保持有利的均匀的加热特性。因此，例如，嵌入材料可基本覆盖第一区，即使它一般不覆盖第一区的边缘约2-4mm，在这里热梯度和主体材料性质会形成干扰：因此，对于2至6英寸(50.8mm至152.4mm)晶片，嵌入材料在第一区上的重叠较佳地是约2-4mm范围(对于2英寸(50.8mm)晶片约2mm，而对于6英寸(152.4mm)晶片约4mm)。
或者，正如底面565上的嵌入图案采取晶片承载器的顶面560的上的晶片间隔室534的图案的凹凸反相，这些图案未必是互为精确的凹凸反相，但可相对于彼此改变约例如在一个实施例中5％-10％或更多，或者，例如在另一个实施例中多至10％-25％。在晶片承载区530，主晶片承载器材料590至少形成部分晶片承载器的底面565。
图6示出包括单层嵌入材料的本发明的单晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。经修改的单晶片承载器600包括晶片承载器调整片610、顶面620和底面630。顶面620包括嵌入于其中的晶片间隔室635，而嵌入材料650在底面630中。嵌入材料650形成嵌入材料-晶片承载器界面655。因此，晶片640在放置到晶片间隔室635中时在晶片材料和晶片承载器材料之间形成晶片-晶片承载器界面645。
图7示出包括单层中间嵌入材料还包括经修改的晶片间隔室的本发明单晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图。经修改的单晶片承载器700包括顶面720、底面730以及嵌入于顶面720而邻近晶片承载器700的顶面的外边缘上的任选的晶片承载器调整片710的晶片间隔室。晶片间隔室735形成修改的凹形底部间隙745以代替材料-材料界面进一步调节从晶片承载器到放置于其中的晶片740的热传递。在底面730处，中间嵌入材料嵌入于其中。在该实施例中，中间嵌入材料嵌入于晶片承载器700中且不与晶片承载器700的底面730接触。此外，中间嵌入材料750形成两个嵌入材料-晶片承载器界面755和760。
因此，晶片740在放置在晶片间隔室735中时不再在晶片材料和晶片承载器材料之间形成晶片-晶片承载器界面，而是仅在晶片740和晶片间隔室735的凹形表面之间形成间隙745。
图8A示出本发明的单晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图，包括单层嵌入的界面材料、经修改的晶片间隔室以及用于将晶片保持在适当位置并用于将置于其中的晶片保持成形成晶片间隔室835的外缘的“桌子”构型的径向台阶。经修改的单晶片承载器800包括晶片调整片810顶面820和底面830。晶片间隔室835嵌入于顶面820中。晶片间隔室835具有修改的直线纵深底部间隙845以进一步调节从晶片承载器到置于其中的晶片840的热传递，并包括从晶片间隔室835的边缘延伸的台阶870以保持置于其中的晶片840。嵌入材料850如上所述地以顶面上的晶片间隔室835的图案的凹凸反相图案嵌入于底面830中。嵌入材料850形成嵌入材料-晶片承载器界面855。因此，晶片840在置于晶片间隔室中时位于台阶870上、并不再在晶片材料和晶片承载器材料之间形成晶片-晶片承载器界面，因为底部间隙845在其中形成空气间隔。台阶870较佳地在晶片间隔室835的内径周围形成外缘，即，在一个实施例中，相对于间隔室835宽度约是1-2mm深度约是10-200μm。
图8B示出图8A所示的本发明的单晶片承载器的一个实施例的俯视图，且台阶870沿经修改的晶片承载器的内径形成外缘。晶片承载器800包括晶片承载器800的底面820(见图8A)上的材料的嵌入区850。晶片840放置在晶片间隔室835中，在其中它位于台阶870上。虽然在图8A和8B中台阶870示为连续的，但它可以不连续且还可在沿晶片间隔室835的内径的某些位置处呈现为调整片。
图9A示出本发明单晶片承载器的一个实施例的一幅示意性横截面图，包括单层嵌入的界面材料、经修改的晶片间隔室以及用于将晶片保持在适当位置并用于将置于其中的晶片保持成“桌子”构型的多个支柱。经修改的单晶片承载器900包括晶片调整器910、顶面920和底面930。晶片间隔室935嵌入于顶面920中。晶片间隔室935具有修改的直线纵深底部间隙945以进一步调节从晶片承载器到置于其中的晶片940的热传递，并包括从底部间隙945延伸的多个支柱970、以保持置于其中的晶片940。嵌入材料950，如上所述，以顶面上的晶片间隔室935的图案的凹凸反相图案嵌入于底面930中。嵌入材料950形成嵌入材料-晶片承载器界面955。因此，晶片940在放置于晶片间隔室935中时位于支柱970上并不再在晶片材料和晶片承载器材料之间形成晶片-晶片承载器界面，因为底部间隙945在其中形成空气间隔。
图9B示出图9A所示的本发明单晶片承载器的一个实施例的俯视图，且三角形图案的三个支柱在经修改的晶片承载器中保持晶片。晶片承载器900包括晶片承载器900的底面920(见图9A)上的材料的嵌入区950。将晶片940放置在晶片间隔室935中，在其中它位于一组支柱970上。
图10A示出如图3所示的本发明多晶片承载器300的一个实施例的俯视立体图。图3A的晶片承载器230包括晶片承载器300的顶面360上的晶片间隔室335的第一图案330，它由中间区320的第二图案围绕。底面示于图10B中。虽然每一个晶片间隔室将保持一个晶片340，但将一些间隔室335示为空的以便示出在晶片不存在时晶片承载器主体305的结构(参见图3B)。每一个晶片340位于各自的晶片间隔室335中使得晶片340较佳地基本嵌入晶片承载器的顶面360并与晶片承载器的顶面360齐平，尽管它们不必如此。在图3中可看到由诸如图10A中所示的晶片承载器的交叉线(γ)所示的横截面。
图10B示出如图3和10A所示的本发明多晶片承载器的一个实施例的仰视立体图，其中中间区320的第二图案在底面365上，它基本是晶片承载器330的顶面360上的晶片间隔室区330的第一图案的凹凸反相。第二图案320以嵌入材料350来填充，其中嵌入材料350较佳地不同于形成晶片承载器300的单一主体的材料。非第二图案320部分的那些区域穿过嵌入材料以形成由与晶片承载器300其余的单一主体相同的材料所形成的、与第一晶片承载区图案320的图案基本类似的图案(尽管它不必等同)的齐平表面。第三图案的边缘和边界可不同于第一图案约10％-25％。在图3中可看到由诸如图10B中所示的晶片承载器的交叉线(γ)所示的横截面。可预知其它图案，诸如晶片间隔室、单晶片间隔室的对称或不对称的组合，且还可预期有晶片间隔室区与合并有多个其中圆形或非圆形晶片间隔室区的非晶片间隔室区的嵌花形式，以及其它设计。
例如，图11A示出包括用于较大的化学汽相沉积系统的、两圈晶片间隔室的本发明多晶片承载器的一个实施例的俯视立体图。晶片承载器1100包括顶面1160和底面1165，其中顶面1160包括多个晶片间隔室1130以及包括在晶片间隔室1130之间和周围的顶面1160的部分的中间区1120。晶片间隔室1130有利地用晶片1140填充。此外，多个晶片间隔室1130在晶片承载器的顶面1160上形成第一圈1142和第二圈1144。在该实施例中，第一圈是包括14个晶片间隔室的外圈，而第二圈是包括7个晶片间隔室的内圈，其中每一个晶片间隔室约是2英寸(50.8mm)较佳。然而，晶片间隔室的图案是灵活的：包括三个圈-例如分别是21、14和7个晶片间隔室的外圈、中圈和内圈-的较大的晶片承载器同样适用于较大的化学汽相沉积系统，而其它的图形取决于实现晶片承载器的系统。
图11B示出如图11A所示的包括两圈晶片间隔室的本发明多晶片承载器的一个实施例的仰视立体图。它从图11A的相反的角度来示出晶片承载器1100，以使底面1165是可见的而顶面1160(参见图11A)是不可见的。底面1165上的中间区1120的图案基本是晶片承载器1130的顶面1160上的晶片间隔室区1130的第一图案的凹凸反相。第二图案1120用嵌入材料填充，其中嵌入材料较佳地(尽管一般并不要求)不同于形成晶片承载器的主体的材料。非第二图案1120的部分的那些区域穿过嵌入材料以形成较佳地由与晶片承载器1100其余的主体相同的材料所形成的与晶片承载器1100的顶面1160上的晶片间隔室1130的图案基本类似的图案的齐平表面1150。具体地，齐平表面1150形成包括晶片承载器的底面1165上的第一圈1152和第二圈1154的图案，该图案几近是晶片承载器的顶面1160上的晶片间隔室的第一圈1142和第二圈1144的图案的镜像。
正如由此处所示的各种设计可看到的那样，晶片承载器和晶片间隔室的几何图形可在不背离所描述的发明概念的情况下对尺寸、形状和材料作改变，而多种晶片间隔室图形可用于同一晶片承载器上。
虽然这里参照特定的实施例描述了本发明，但应该理解这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的说明。因此，应该理解可对说明性的实施例进行众多的修改，且还可在不背离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下设想其它的配置方案。

Claims (34)

1.一种晶片承载器，包括：
晶片承载器结构；
由所述晶片承载器结构的第一材料形成的第一表面，所述第一表面包括多个嵌入的晶片间隔室；
与所述晶片承载器结构上的所述第一表面相对设置的第二表面，所述第二表面包括与所述第一材料接合的第二材料层；以及，
所述第二材料基本覆盖除所述第二表面中基本与所述第一表面上的所述多个嵌入的晶片间隔室相对的区域外的全部的所述第二表面。
2.如权利要求1所述的晶片承载器，其特征在于，所述第一材料基本覆盖所述第二表面中基本与所述第一表面上的所述多个嵌入的晶片间隔室相对的全部所述区域。
3.如权利要求1所述的晶片承载器，其特征在于，所述第一材料选自具有或不具有表面涂层的石墨、SiC、AlN、Al2O3、钼、钨以及它们的混合物或合金中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的晶片承载器，其特征在于，所述第二材料选自具有或不具有表面涂层的石墨、SiC、AlN、Al2O3、钼、钨以及它们的混合物或合金中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的晶片承载器，其特征在于，所述第二表面是平坦的，所述第一表面除所述嵌入晶片间隔室外是平坦的，而所述嵌入晶片间隔室包括用于将晶片安置于其上的台阶式外缘。
6.如权利要求1所述的晶片承载器，其特征在于，所述第二材料由多层材料形成，它们中的至少一层不同于所述第一材料。
7.一种晶片承载器，包括：
晶片承载器结构；
其中具有晶片间隔室的第一图案的第一表面，所述第一表面由所述晶片承载器结构的第一材料形成；以及，
与所述晶片承载器结构上的所述第一表面相对设置的第二表面，所述第二表面中设置有第二材料的第二图案，其中所述第二材料的第二图案基本是所述晶片间隔室的第一图案的凹凸反相。
8.如权利要求7所述的晶片承载器，其特征在于，所述第一材料基本以所述第一图案延伸到所述第二表面，而所述第二材料基本以所述第二图案嵌入于所述第二表面中。
9.如权利要求8所述的晶片承载器，其特征在于，所述第一表面除所述晶片间隔室外是平坦的。
10.如权利要求9所述的晶片承载器，其特征在于，所述晶片间隔室包括用于将晶片安置于其上的台阶式外缘。
11.如权利要求8所述的晶片承载器，其特征在于，所述晶片间隔室中具有用于将晶片安置于其中的形状，所述形状选自凹形、锯齿、台阶以及多个支柱的形状。
12.如权利要求7所述的晶片承载器，其特征在于，所述第二材料由多层材料形成，它们中的至少一层不同于所述第一材料。
13.如权利要求7所述的晶片承载器，其特征在于，所述第一材料选自具有或不具有表面涂层的石墨、SiC、AlN、Al2O3、钼、钨以及它们的混合物或合金中的一种或多种。
14.如权利要求13所述的晶片承载器，其特征在于，所述第二材料选自具有或不具有表面涂层的石墨、SiC、AlN、Al2O3、钼、钨以及它们的混合物或合金中的一种或多种。
15.如权利要求7所述的晶片承载器，其特征在于，所述晶片间隔室在所述晶片承载器的顶面上形成一个环形图案。
16.如权利要求15所述的晶片承载器，其特征在于，所述晶片间隔室在所述晶片承载器的顶面上形成多个环形图案。
17.一种化学汽相沉积反应器，包括：
反应器室，所述反应器室包括限定所述室的内部和外部的一组室壁、顶部和底部；
设置到所述反应室内用于从至少一个外部气体源向所述室提供气体的气体盖；
设置在所述室内的加热元件；
设置在基座上的晶片承载器，包括：其中具有晶片间隔室的第一图案的第一表面，所述第一表面由第一材料形成；与所述第一表面相对设置的第二表面，所述第二表面具有设置于其中的嵌入的第二材料的第二图案，其中，所述嵌入的第二材料的第二图案基本是晶片间隔室的所述第一图案的凹凸反相；以及，
支架，其上所述加热元件和所述晶片承载器设置在所述室内。
18.如权利要求17所述的反应器，其特征在于，所述第二表面中非所述第二图案的部分的所述区域基本用所述第一材料来覆盖。
19.如权利要求17所述的反应器，其特征在于，所述晶片承载器第一表面除所述晶片间隔室外是平坦的。
20.如权利要求17所述的反应器，其特征在于，所述晶片承载器的所述嵌入第二材料由多层材料形成，它们中的至少一层不同于所述晶片承载器的所述第一材料。
21.如权利要求17所述的反应器，其特征在于，所述晶片承载器的第一材料选自具有或不具有表面涂层的石墨、SiC、AlN、Al2O3、钼、钨以及它们的混合物或合金中的一种或多种。
22.如权利要求17所述的反应器，其特征在于，所述晶片承载器的第二材料选自具有或不具有表面涂层的石墨、SiC、AlN、Al2O3、钼、钨以及它们的混合物或合金中的一种或多种。
23.如权利要求17所述的反应器，其特征在于，所述晶片间隔室包括用于将晶片安置于其上的台阶式外缘。
24.如权利要求23所述的反应器，其特征在于，所述晶片间隔室的台阶式外缘的宽度在1-2毫米之间、且深度在10到100微米之间。
25.如权利要求17所述的反应器，其特征在于，所述晶片间隔室的第一图案是晶片间隔室的一组同心环。
26.一种在晶片上沉积外延层的方法，包括：
将多个晶片放置在晶片承载器中，所述晶片承载器具有在所述晶片承载器的顶部上的晶片间隔室的第一图案和在所述晶片承载器的底部上的嵌入的辐射材料的第二图案；以及，
通过提供相对方向的第一和第二表面加热所述晶片承载器以便在其上均匀地分配热，所述结构包括晶片接收区和中间区，所述结构适用于在所述晶片接收区中的所述第一表面上接收晶片，所述中间区在所述第一和第二表面之间的热导率低于所述晶片接收区的所述第一和第二表面之间的热导率，其中，所述结构在所述中间区中包括在其间限定至少一个热界面的至少两个单元。
27.一种通过权利要求26的过程制造的晶片。
28.一种晶片承载器，包括限定相对方向的第一和第二表面的结构，所述结构包括晶片接收区和中间区，所述结构适用于在所述晶片接收区中的所述第一表面上接收晶片，所述中间区在所述第一和第二表面之间的热导率低于所述晶片接收区的所述第一和第二表面之间的热导率，其中，所述结构包括在所述中间区中其间限定至少一个热界面的至少两个单元。
29.如权利要求28所述的晶片承载器，其特征在于，所述结构包括在所述晶片接收区中同时限定所述第一和第二表面两者的单一主单元。
30.如权利要求29所述的晶片承载器，其特征在于，所述单一主单元延伸到所述中间区且所述至少两个单元包括所述单一主单元。
31.如权利要求30所述的晶片承载器，其特征在于，所述单一主单元限定所述中间区的所述第一表面。
32.如权利要求30所述的晶片承载器，其特征在于，所述至少两个单元包括具有与所述单一主单元不同的成分的第二单元，所述第二单元在所述中间区中限定所述第二表面的至少一部分。
33.如权利要求32所述的晶片承载器，其特征在于，所述单一主单元由具有或不具有表面涂层的石墨、SiC、AlN、Al2O3、钼、钨以及它们的混合物或合金中的一种或多种形成，而所述第二单元由具有或不具有表面涂层的石墨、SiC、AlN、Al2O3、钼、钨以及它们的混合物或合金中的一种或多种形成。
34.如权利要求29所述的晶片承载器，其特征在于，所述晶片接收区形成所述单一主单元上的一个同心环图案。
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