CN105369348B - 一种用于mocvd反应系统的晶圆载盘 - Google Patents
一种用于mocvd反应系统的晶圆载盘 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105369348B CN105369348B CN201410438531.9A CN201410438531A CN105369348B CN 105369348 B CN105369348 B CN 105369348B CN 201410438531 A CN201410438531 A CN 201410438531A CN 105369348 B CN105369348 B CN 105369348B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wafer carrier
- wafer
- gas
- sublist face
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 title claims abstract 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 abstract description 23
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 160
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 130
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002942 anti-growth Effects 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于MOCVD反应系统的晶圆载盘，所述晶圆载盘的上表面包括第一子表面和第二子表面，在所述第一子表面上设置有用于放置晶圆的第一结构，在所述第二子表面上设置有第二结构，所述第二结构能够增大所述第二子表面的面积，使反应气体与晶圆载盘的第二子表面的反应速率常数等于反应气体与晶圆表面的反应速率常数。因而，通过本发明提供的晶圆载盘，能够保证靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘上方的气体浓度与其它区域上方的气体浓度相等，从而能够保证晶圆整个表面上的反应速率均相等，进一步保证生长在晶圆整个表面上的晶体材料的厚度相同。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工设备领域，尤其一种用于MOCVD反应系统的晶圆载盘。
背景技术
MOCVD(metal organic chemical vapor deposition，金属氧化物化学气相沉积)是以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生成源材料，以热分解反应方式在晶圆上进行气相外延、生长各种III-V族、II-VI族化合物半导体以及它们的多元固熔体的薄层晶体材料。
对于生长的薄层晶体材料，其重要的指标是厚度的均匀性和组分比例的均匀性。为了保证生长的晶体材料达到这些指标，在MOCVD技术中，必须使晶体材料在整个晶圆表面上具有均匀的生长速率。
由于晶体材料在晶圆表面上的生长速率与晶圆上方的反应气体的浓度呈正比。为了保证晶体材料在整个晶圆表面上具有均匀的生长速率，就需要整个晶圆表面上方的反应气体的浓度在各个晶圆表面位置处保持一致。
需要说明的是，在采用MOCVD工艺对晶圆表面上生长晶体材料时，要将晶圆放置在晶圆载盘上的用于放置晶圆的凹槽内。由于晶圆载盘的材料与晶圆的材料不同，使得晶圆载盘表面消耗反应气体的反应常数小于晶圆表面消耗反应气体的反应常数，由于晶圆载盘和晶圆表面上方的气体浓度是相同的，所以导致晶圆载盘表面与气体的反应速率小于晶圆表面与气体的反应速率，从而导致晶圆载盘表面消耗的气体量小于晶圆表面消耗的气体量，进而使得反应后的晶圆载盘表面上方的反应气体浓度大于晶圆表面上方的反应气体浓度。
而在实际MOCVD工艺过程中，晶圆载盘是转动的，这就相当于晶圆载盘上方的气体流是旋转气体流。因而流向晶圆表面的气体流可以等效为两个方向的气体流，一个是来自顶部的竖直流向的气体流，该气体流由气体喷淋头喷出；另外一个是从晶圆载盘流向晶圆边缘的水平方向的气体流。由于晶圆载盘表面上方的气体浓度大于晶圆表面上方的气体浓度，所以，靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘的气体浓度大于晶圆其它区域的气体浓度，又因为，生长速率与气体浓度成正比关系，所以，靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘的生长速率大于晶圆其它区域的生长速率。图1为形成生长速率不均匀的原因的简易图。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于MOCVD反应系统的晶圆载盘，以保证在整个晶圆表面上晶体材料具有均匀的生长速率，从而保证在整个晶圆表面上生长的晶体材料具有均匀的厚度。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种用于MOCVD反应系统的晶圆载盘，所述晶圆载盘的上表面包括第一子表面和第二子表面，在所述第一子表面上设置有用于放置晶圆的第一结构，在所述第二子表面上设置有第二结构，所述第二结构能够增大所述第二子表面的面积，使反应气体与晶圆载盘的第二子表面的反应速率常数等于反应气体与晶圆表面的反应速率常数。
优选地，所述设置有所述第二结构的第二子表面的面积与所述未设置有所述第二结构的第二子表面的面积的比值范围在1.05～1.15之间。
优选地，所述第二结构为凹陷结构和/或突起结构。
优选地，所述第二结构为多个，当所述第二结构为凹陷结构时，每个所述凹陷结构为凹陷腔体，所述凹陷腔体的形状为半球；当所述第二结构为突起结构时，每个所述突起结构的形状为半球。
优选地，所述半球的半径与深度相同，或者所述半球的半径大于深度。
优选地，当所述第二结构为凹陷结构时，所述凹陷结构为凹沟，当所述第二结构为突起结构时，所述突起结构为突出条。
优选地，所述凹陷结构为多条环状凹沟，每条环状凹沟与所述晶圆载盘的中心相同。
优选地，所述突起结构为多条环状突出条，每条环状突出条与所述晶圆载盘的中心相同。
优选地，所述凹陷结构为多条凹沟，所述突起结构为多条突出条，每条所述突出条或每条所述凹沟从所述晶圆载盘的中心沿径向方向延伸。
优选地，沿径向方向延伸的所述突出条或所述凹沟向同一方向倾斜。
优选地，所述第一结构为多个，在部分所述第一结构的内部设置有所述第二结构。
一种用于MOCVD反应系统的晶圆载盘，所述晶圆载盘的上表面包括多个向下凹陷的安装区，所述安装区用于安装待处理晶圆，所述安装区之间包括隔离区，以使所述安装区之间互相隔离，所述隔离区的上表面包括至少一个凹陷结构或突起结构，所述凹陷结构或突起结构使得所述隔离区上表面的面积与所述隔离区向下投影的平面面积的比值在1.05-1.15之间。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的用于MOCVD反应系统的晶圆载盘，在未设置用于放置晶圆的第一结构的第二子表面上设置有第二结构，该第二结构能够增大第二子表面的面积。相较于未设置第二结构的第二子表面的面积，本发明提供的晶圆载盘的第二子表面的面积较大，该增大的表面积能够增大晶圆载盘表面与反应气体的反应速率常数。通过调整第二子表面的面积能够使晶圆载盘表面与反应气体的反应速率常数等于晶圆表面与反应气体的反应速率常数，从而能够使晶圆载盘表面与气体的反应速率等于晶圆表面与气体的反应速率，从而使得晶圆载盘表面消耗的气体量等于晶圆表面消耗的气体量，进一步使得反应后的晶圆载盘表面上方的反应气体浓度等于晶圆表面上方的反应气体浓度。因而也就不会出现浓度较大的晶圆载盘表面上方的气体向晶圆表面上方扩散的现象，从而不会导致靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘上方的气体浓度大于晶圆其它区域上方的气体浓度。因而，通过本发明提供的晶圆载盘，能够保证靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘上方的气体浓度与其它区域上方的气体浓度相等，从而能够保证晶圆整个表面上的反应速率均相等，进一步保证生长在晶圆整个表面上的晶体材料的厚度相同。
附图说明
为了清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对描述本发明的具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明实施例的部分附图，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它的附图。
图1是在晶圆表面上的晶体材料的生长速率不均匀的原因解释示意图；
图2至图3是为晶体材料GaN反应机理示意图；
图4是晶体材料GaN在晶圆上的的生长机理示意图；
图5是本发明实施例的晶圆载盘的结构示意图；
图6(1)是本发明实施例一提供的晶圆载盘的结构示意图；
图6(2)是本发明实施例一提供的一种第二结构的结构示意图；
图6(3)是本发明实施例一提供的第二结构在晶圆载盘上的排布的结构示意图；
图6(4)是本发明实施例一提供的另外一种第二结构的结构示意图；
图7(1)是本发明实施例二提供的一种晶圆载盘的结构示意图；
图7(2)是本发明实施例二提供的另外一种晶圆载盘的结构示意图；
图8是本发明实施例三提供的晶圆载盘的结构示意图。
具体实施方式
为了清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
正如背景技术部分所述，MOCVD是以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生成源材料，以热分解反应方式在晶圆上进行气相外延、生长各种III-V族、II-VI族化合物半导体以及它们的多元固熔体的薄层晶体材料。
下面以氮化镓GaN晶体材料的生长为例结合图2至图3说明晶体材料GaN在晶圆上的生长机理。图2为在气相中气体流动和化学反应机理示意图；图3是GaN在晶圆表面上生长的反应机理示意图。需要说明的是，MOCVD工艺可以实现在晶圆表面上生长多种晶体材料，不限于本发明实施例所述的氮化镓晶体。
如图2所示，气体源三甲基镓TMG与气体载体H2或N2从喷淋头喷出，在温度达到大约100℃时，TMG开始热分解生成单甲基镓MMG。当温度升到大约500℃时，TMG在化学界面层CBL(chemical boundary layer)开始分解生成单甲基镓MMG。在温度高于500℃时，MMG与NH3反应生成气体GaN。气体GaN扩散进入靠近晶圆表面的区域，其扩散系数为Dg。
如图3所示，气体GaN扩散到表面反应界面，在该表面反应界面处，部分气体GaN分子发生固化沉积到晶圆表面上。
当达到稳定状态时，从喷流头喷出的气体GaN的流量与在晶圆表面消耗的GaN的流量相等。用公式表示如下：
其中，Dg为气体扩散系数；Cg为在化学界面层上方的气相分子浓度；
为在晶圆表面上方的气体浓度；
为晶圆表面上的异质反应速率常数；
GaN(g):气相GaN；
GaN(s):固相GaN。
需要说明的是，晶体材料的生长速率与气相分子浓度、Dg以及成正比。
用于MOCVD反应系统包括晶圆载盘，其上表面上设置有用于放置晶圆的凹槽。当采用MOCVD反应系统在晶圆上生长晶体材料时，需要将晶圆放置在晶圆载盘的用于放置晶圆的凹槽内。由于凹槽仅占晶圆载盘的部分区域，所以，MOCVD工艺过程中，未设置凹槽的那部分区域的晶圆载盘的上表面也被反应气体所笼罩。为了描述方便，将设置有用于放置晶圆的凹槽的表面定义为第一子表面，将除所述第一子表面的上表面的其它表面定义为第二子表面。当MOCVD工艺进行时，反应气体笼罩在整个晶圆载盘的上表面上方。这样在晶体生长在晶圆表面上的同时，晶体也会在晶圆载盘的第二子表面上生长。其反生长机理示意图如图4所示。设定：
分别为从反应气体气相区域流向晶圆载盘和晶圆的气体流量；
分别为在晶圆载盘表面和晶圆表面上发生反应所消耗的气体流量；
Dg为气体扩散系数；
Cg为在化学界面层上方的气相分子浓度；
分别为在晶圆载盘和晶圆表面上方的气体浓度；
分别为晶圆载盘和晶圆表面上的异质反应速率常数。
在晶圆载盘的第二子表面上方：
在晶圆表面上方：
一般情况下，或那么，
又因为在稳定状态下，流入的气体流量等于消耗的气体流量，所以，
一般情况下，所以，
在实际MOCVD工艺过程中，晶圆载盘是转动的，这就相当于晶圆载盘上方的气体流是旋转气体流。因而流向晶圆表面的气体流可以等效为两个方向的气体流，一个是来自顶部的竖直流向的气体流，该气体流由气体喷淋头喷出；另外一个是从晶圆载盘流向晶圆边缘的水平方向的气体流。由于晶圆载盘表面上方的气体浓度大于晶圆表面上方的气体浓度，所以，靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘的气体浓度大于晶圆其它区域的气体浓度，又因为，生长速率与气体浓度成正比关系，所以，靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘的生长速率大于晶圆其它区域的生长速率，这种现象可以称为“leading edge”。
为了防止靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘的生长速率大于晶圆其它区域的生长速率，需要抑制晶圆载盘上方的气体较大的浓度。这就需要使晶圆载盘消耗与晶圆相同量的气体量。也就是说，需要使反应气体与晶圆载盘的反应速率等于反应气体与晶圆的反应速率。由于在反应前，晶圆载盘表面上方的气体浓度与晶圆表面上方的气体浓度相等，所以要使两者的反应速率相等，需要使反应气体与晶圆载盘表面反应的速率常数等于反应气体与晶圆表面反应的速率常数。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于MOCVD反应系统的晶圆载盘。如图5所示，晶圆载盘500的上表面包括第一子表面和第二子表面，在第一子表面上设置有用于放置晶圆的第一结构501，在第二子表面上设置有第二结构502，该第二结构502能够增大第二子表面的面积，从而使本发明实施例设置有第二结构502的第二子表面的面积大于未设置第二结构502的第二子表面的面积。相较于常规结构的第二子表面与反应气体的反应速率常数，设置有第二结构的第二子表面与反应气体的反应速率常数增大，并且能够使该反应速率常数等于晶圆表面与反应气体的反应速率常数。需要说明的是，常规结构的的第二子表面为平整表面。
需要说明的是，本发明实施例所述的晶圆载盘的上表面是指在MOCVD工艺时朝向反应气体的表面。在本发明实施例中，晶圆载盘的材质可以为石墨。
由于晶圆载盘的第二子表面的面积增大，从而增大了晶圆载盘表面与反应气体的反应速率常数。通过调整第二子表面的面积能够使晶圆载盘表面与反应气体的反应速率常数等于晶圆表面与反应气体的反应速率常数，从而能够使晶圆载盘表面与气体的反应速率等于晶圆表面与气体的反应速率，从而使得晶圆载盘表面消耗的气体量等于晶圆表面消耗的气体量，进一步使得反应后的晶圆载盘表面上方的反应气体浓度等于晶圆表面上方的反应气体浓度。因而也就不会出现浓度较大的晶圆载盘表面上方的气体向晶圆表面上方扩散的现象，从而不会导致靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘上方的气体浓度大于晶圆其它区域上方的气体浓度。因而，通过本发明提供的晶圆载盘，能够保证靠近气体旋转方向前端的晶圆边缘上方的气体浓度与其它区域上方的气体浓度相等，从而能够保证晶圆整个表面上的反应速率均相等，进一步能够保证生长在晶圆整个表面上的晶体材料的厚度相同。
更进一步地说，第二子表面的面积也不是越大越好，如果第二子表面的面积太大，有可能会出现，晶圆载盘表面与反应气体的反应速率常数大于晶圆表面与反应气体的反应速率常数，从而也会出现反应速率不均匀的现象。所以，作为本发明的一个优选实施例，将设置有第二结构的第二子表面的面积与未设置有第二结构的第二子表面的面积的比值限定在一定范围内。经过试验验证，该面积比值的范围优选在1.05～1.15之间。在该范围内，晶圆载盘表面与反应气体的反应速率常数与晶圆表面与反应气体的反应速率常数大致相同，进而能够保证晶圆载盘消耗的气体量与晶圆表面消耗的气体量大致相同，能够取得较好的效果。
另外，一般情况下，晶圆载盘的面积明显大于一个晶圆的面积，所以，如图5所示，在晶圆载盘500上可以设置有多个第一结构501，用于放置多个晶圆。该第一结构501通常为凹槽结构。为了增大第二子表面的面积，可以在第二子表面上设置多个第二结构502。
作为本发明的更为具体的实施例，能够增大晶圆载盘第二子表面面积502的第二结构可以为凹陷结构，也可以为突起结构，或者两者的结合因而通过凹陷结构和/或突起结构能够增大第二子表面的面积。
也可以这么理解上述晶圆载盘的结构：在晶圆载盘500的上表面包括多个向下凹陷的安装区501(相当于第一结构)，该安装区501用于安装待处理的晶圆，在多个安装区501之间包括隔离区，隔离区使得不同安装区501之间相互隔离。所述隔离区的上表面包括至少一个凹陷结构或突起结构502(相当于第二结构)，该凹陷结构或突起结构502使得隔离区上表面的面积与所述隔离区向下投影的平面面积的比值在1.05～1.15之间。
在本发明实施例中，第二结构502可以通过多种具体结构和形状来实现，具体参见以下实施例。
实施例一
图6(1)是本发明实施例一提供的晶圆载盘的结构示意图，图6(2)是本发明实施例一的晶圆载盘上的第二结构的结构示意图。
如图6(1)所示，实施例一提供的晶圆载盘的上表面包括第一子表面和第二子表面，其中，在第一子表面上设置有12个用于放置晶圆的凹槽601，在第二子表面上设置有多个凹陷腔体602。其中，凹陷腔体602的形状为半球，单个凹陷腔体602的放大示意图如图6(2)所示。需要说明的是，在本发明实施例中，第一子表面和第二子表面的划分是根据其上设置的结构来划分的。在本发明实施例中，晶圆载盘的直径可以为500毫米。凹槽601可以设置为用于放置4英寸的晶圆的凹槽。
如图6(2)所示的半球形状的腔体602，其半径与深度可以相等，或者，半径略大于深度。作为本发明的更具体实施例，半球形状的腔体602的半径可以为1毫米。假设该半球的半径为r，深度为d，则该半球的表面积P可以通过以下方式计算得到：P＝2πrd。
采用本发明实施例所述的晶圆载盘，晶圆载盘表面与反应气体的反应速率常数等于晶圆表面与反应气体的反应速率常数。从而使得反应后在晶圆载盘表面上方的气体浓度与晶圆表面上方的气体浓度相等，从而抑制了“leading edge”的发生，保证了晶圆整个表面上的气体浓度相等，进而保证了在整个晶圆表面上的晶体生长具有相同的生长速率，从而能够在晶圆表面生长的晶体具有均匀的厚度。
在本发明实施例中，多个凹陷腔体在第二子表面上的分布呈三次对称轴分布，将形成三次对称轴分布的三个凹陷腔体称为一个第二结构单元，一个第二结构单元在第二子表面上的排布如图6(3)所示。其中，凹陷腔体分别位于等边三角形的顶点上，假设三角形的等效边长为a，凹陷腔体的半径为r，深度为d，则一个第二结构单元的面积的计算公式如下：
需要说明的是，三角形的等效边长a决定了各个凹陷腔体在晶圆载盘表面上之间的距离。
本发明实施例对第二结构单元的各个参数(三角形的等效边长a、半球的半径r和深度d)进行了调整，从而得到多个面积比值ratio，具体如表1所示。表1所示的面积比值ratio是设置有第二结构的第二子表面与未设置第二结构的第二子表面的面积比，也就是第二子表面与第二子表面向下投影得到的平面的面积比值。
表1
单位:mm
| a | r | d | r-d | s | ratio |
| 3 | 0 | 0 | 0 | 7.79 | 1.00 |
| 3 | 0.5 | 0.5 | 0 | 9.36 | 1.20 |
| 3 | 0.4 | 0.4 | 0 | 8.78 | 1.13 |
| 3 | 0.3 | 0.3 | 0 | 8.33 | 1.07 |
| 3 | 1 | 0.3 | 0.7 | 9.53 | 1.22 |
| 3 | 1 | 0.2 | 0.8 | 8.98 | 1.15 |
| 3 | 1 | 0.1 | 0.9 | 8.40 | 1.08 |
| 6 | 0 | 0 | 0 | 31.14 | 1.00 |
| 6 | 1 | 1 | 0 | 35.85 | 1.15 |
| 6 | 1 | 0.8 | 0.2 | 35.16 | 1.13 |
| 6 | 1 | 0.7 | 0.3 | 34.77 | 1.12 |
| 6 | 1 | 0.6 | 0.4 | 34.34 | 1.10 |
| 7 | 0 | 0 | 0 | 42.39 | 1.00 |
| 7 | 1 | 1 | 0 | 47.10 | 1.11 |
| 7 | 1 | 0.9 | 0.1 | 46.77 | 1.10 |
| 7 | 1 | 0.8 | 0.2 | 46.41 | 1.09 |
另外，气体在凹陷腔体602内的雷诺指数有可能达到200，因而在该凹陷腔体内可能会产生湍流，从而进一步增大气体的消耗量，使得晶圆载盘的表面与反应气体的反应速率常数增大。上述实施例一所述的凹陷腔体为半球，实际上，本发明实施例所述的凹陷腔体也可以是其它形状，如圆柱形的、倒圆锥形、沟槽或者其它不规则凹陷形状，只要凹陷腔体的形状能够改变气流在载盘表面的路径均属于本发明内容。
上述实施例一提供的晶圆载体中的第二结构为半球状的凹陷腔体，实际上，所述第二结构也可以为形状为半球的突起结构。该半球状的突起结构的结构示意图如图6(4)。该半球状的突起结构的半径r和深度d与半球状的凹陷腔体的半径r和深度d相同。为了简要起见，在此不再详细描述。
实施例一所述的第二结构为半球状的凹陷腔体或半球状的突起结构。实际上，作为本发明的另一实施例，第二结构还可以为凹沟或突出条。具体参见实施例二。当第二结构为凹沟或突出条时，该凹沟或突出条的数量、深度、宽度确定第二子表面的面积。
实施例二
如图7(1)所示，在晶圆载盘700的上表面的第一子表面上设置有12个用于放置晶圆的第一结构701，该第一结构701可以为凹槽。在第二子表面上设置有多条环形凹沟或突出条702。在本发明实施例中，每条环形凹沟或突出条702与晶圆载盘700的中心重合。也就是说，晶圆载盘700与环境凹沟或突出条702构成同心圆。
实施例二所述的凹沟或突出条702为环形的，实际上，上述所述的凹沟或突出条702还可以为从晶圆载盘的中心沿径向方向向晶圆载盘的四周延伸，如图7(2)所示。
为了使得晶圆载盘在转动的过程中，有利于气体的流动，上述所述的凹沟或突出条702还可以向同一个方向倾斜，如同风车的叶轮。
实施例一和实施例二所述的晶圆载盘仅在第二子表面上设置有第二结构。将该种结构的晶圆载盘应用于MOCVD系统时，如果用于放置晶圆的第一结构上均放置了晶圆，能够保证晶圆载盘表面与气体的反应速率常数等于晶圆表面与气体的反应速率常数，进而能够保证生长在晶圆表面上的晶体材料的厚度均匀性。但是，如果仅在部分第一结构上放置了晶圆，留有部分第一结构闲置，这时，闲置的第一结构相当于晶圆载盘的表面，而这些闲置的第一结构表面与气体的反应速率常数小于晶圆表面与气体的反应速率常数，此时，有可能就会出现晶圆表面上的晶体材料的厚度不均匀的情况。为了避免该种情况的出现，本发明还提供了实施例三。
实施例三
如图8所示，在晶圆载盘800的上表面的第一子表面上设置有多个用于放置晶圆的第一结构801，在第二子表面上设置有多个第二结构802，并且在部分第一结构801的内部也设置有第二结构802’。这样，当在部分第一结构801上放置晶圆时，将晶圆放置在未设置第二结构的第一结构801上，将设置有第二结构802’的第一结构801闲置，由于这些闲置的第一结构的表面上也设置了第二结构，所以，这些闲置的第一结构的表面与气体的反应速率常数等于晶圆表面与气体的反应速率常数，从而能够保证第一结构部分放置有晶圆时，也能保证生长在晶圆表面上的晶体材料的厚度的均匀性。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述的第二结构802可以为实施例一或实施例二所述的任一结构，本实施例对第二结构的形式不做限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种用于MOCVD反应系统的晶圆载盘，其特征在于，所述晶圆载盘的上表面包括第一子表面和第二子表面，在所述第一子表面上设置有用于放置晶圆的第一结构，在所述第二子表面上设置有第二结构，所述第二结构能够增大所述第二子表面的面积，使反应气体与晶圆载盘的第二子表面的反应速率常数等于反应气体与晶圆表面的反应速率常数。
2.根据权利要求1所述的晶圆载盘，其特征在于，所述设置有所述第二结构的第二子表面的面积与所述未设置有所述第二结构的第二子表面的面积的比值范围在1.05～1.15之间。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆载盘，其特征在于，所述第二结构为凹陷结构和/或突起结构。
4.根据权利要求3所述的晶圆载盘，其特征在于，所述第二结构为多个，当所述第二结构为凹陷结构时，每个所述凹陷结构为凹陷腔体，所述凹陷腔体的形状为半球；当所述第二结构为突起结构时，每个所述突起结构的形状为半球。
5.根据权利要求4所述的晶圆载盘，其特征在于，所述半球的半径与深度相同，或者所述半球的半径大于深度。
6.根据权利要求3所述的晶圆载盘，其特征在于，当所述第二结构为凹陷结构时，所述凹陷结构为凹沟，当所述第二结构为突起结构时，所述突起结构为突出条。
7.根据权利要求6所述的晶圆载盘，其特征在于，所述凹陷结构为多条环状凹沟，每条环状凹沟的中心与所述晶圆载盘的中心重合。
8.根据权利要求6所述的晶圆载盘，其特征在于，所述突起结构为多条环状突出条，每条环状突出条的中心与所述晶圆载盘的中心重合。
9.根据权利要求6所述的晶圆载盘，其特征在于，所述凹陷结构为多条凹沟，所述突起结构为多条突出条，每条所述突出条或每条所述凹沟从所述晶圆载盘的中心沿径向方向延伸。
10.根据权利要求9所述的晶圆载盘，其特征在于，沿径向方向延伸的所述突出条或所述凹沟向同一方向倾斜。
11.根据权利要求1或2所述的晶圆载盘，其特征在于，所述第一结构为多个，在部分所述第一结构的内部设置有所述第二结构。
12.一种用于MOCVD反应系统的晶圆载盘，其特征在于，所述晶圆载盘的上表面包括多个向下凹陷的安装区，所述安装区用于安装待处理晶圆，所述安装区之间包括隔离区，以使所述安装区之间互相隔离，所述隔离区的上表面包括至少一个凹陷结构或突起结构，所述凹陷结构或突起结构使得所述隔离区上表面的面积与所述隔离区向下投影的平面面积的比值在1.05-1.15之间。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410438531.9A CN105369348B (zh) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 一种用于mocvd反应系统的晶圆载盘 |
| TW104128059A TWI590300B (zh) | 2014-08-29 | 2015-08-27 | Wafer tray for MOCVD reaction system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410438531.9A CN105369348B (zh) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 一种用于mocvd反应系统的晶圆载盘 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105369348A CN105369348A (zh) | 2016-03-02 |
| CN105369348B true CN105369348B (zh) | 2017-12-12 |
Family
ID=55371962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410438531.9A Active CN105369348B (zh) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 一种用于mocvd反应系统的晶圆载盘 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105369348B (zh) |
| TW (1) | TWI590300B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105632984B (zh) * | 2014-11-24 | 2018-10-16 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种晶圆载盘 |
| TWI643973B (zh) * | 2017-11-16 | 2018-12-11 | 錼創顯示科技股份有限公司 | 晶圓載盤以及金屬有機化學氣相沈積設備 |
| USD860146S1 (en) | 2017-11-30 | 2019-09-17 | Veeco Instruments Inc. | Wafer carrier with a 33-pocket configuration |
| USD860147S1 (en) | 2018-03-26 | 2019-09-17 | Veeco Instruments Inc. | Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover |
| USD863239S1 (en) | 2018-03-26 | 2019-10-15 | Veeco Instruments Inc. | Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover |
| USD858469S1 (en) | 2018-03-26 | 2019-09-03 | Veeco Instruments Inc. | Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover |
| USD854506S1 (en) | 2018-03-26 | 2019-07-23 | Veeco Instruments Inc. | Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover |
| USD866491S1 (en) | 2018-03-26 | 2019-11-12 | Veeco Instruments Inc. | Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover |
| CN114761615B (zh) * | 2019-12-20 | 2024-07-05 | 苏州晶湛半导体有限公司 | 一种晶圆承载盘及化学气相淀积设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256137A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 化学的気相成長装置 |
| CN101487138A (zh) * | 2008-01-17 | 2009-07-22 | 矽延电子实业有限公司 | 用于外延制程的晶圆承载盘 |
| CN102242352A (zh) * | 2010-05-14 | 2011-11-16 | 佛山市奇明光电有限公司 | 有机金属化学气相沉积机台 |
| CN102691052A (zh) * | 2011-03-22 | 2012-09-26 | 奇力光电科技股份有限公司 | 晶圆承载盘与化学气相沉积机台 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7256375B2 (en) * | 2002-08-30 | 2007-08-14 | Asm International N.V. | Susceptor plate for high temperature heat treatment |
| US20100144147A1 (en) * | 2005-07-28 | 2010-06-10 | Kyocera Corporation | Sample holding tool, sample suction device using the same and sample processing method using the same |
| US8852349B2 (en) * | 2006-09-15 | 2014-10-07 | Applied Materials, Inc. | Wafer processing hardware for epitaxial deposition with reduced auto-doping and backside defects |
| US10854498B2 (en) * | 2011-07-15 | 2020-12-01 | Asm Ip Holding B.V. | Wafer-supporting device and method for producing same |
-
2014
- 2014-08-29 CN CN201410438531.9A patent/CN105369348B/zh active Active
-
2015
- 2015-08-27 TW TW104128059A patent/TWI590300B/zh active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256137A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 化学的気相成長装置 |
| CN101487138A (zh) * | 2008-01-17 | 2009-07-22 | 矽延电子实业有限公司 | 用于外延制程的晶圆承载盘 |
| CN102242352A (zh) * | 2010-05-14 | 2011-11-16 | 佛山市奇明光电有限公司 | 有机金属化学气相沉积机台 |
| CN102691052A (zh) * | 2011-03-22 | 2012-09-26 | 奇力光电科技股份有限公司 | 晶圆承载盘与化学气相沉积机台 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI590300B (zh) | 2017-07-01 |
| TW201621979A (zh) | 2016-06-16 |
| CN105369348A (zh) | 2016-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105369348B (zh) | 一种用于mocvd反应系统的晶圆载盘 | |
| US11441236B2 (en) | Chamber components for epitaxial growth apparatus | |
| CN102859679B (zh) | 具有倾斜边缘的晶片载体 | |
| US20140116340A1 (en) | Epitaxial growth device | |
| US20190177851A1 (en) | System and method for gas phase deposition | |
| US11749525B2 (en) | Vapor phase growth apparatus and vapor phase growth method | |
| US20140326185A1 (en) | Inject and exhaust design for epi chamber flow manipulation | |
| CN106498368B (zh) | 一种用于mocvd设备的喷淋头 | |
| US20240218559A1 (en) | Semiconductor growth device and operation method thereof | |
| CN106811736A (zh) | 一种化学气相沉积装置 | |
| CN101914762B (zh) | 一种用于金属有机物化学气相沉积设备的进气喷头结构 | |
| TW201337032A (zh) | 金屬有機氣相沉積裝置 | |
| CN101314844A (zh) | 一种水平切向进口、中心垂直出口的mocvd反应室 | |
| JPH04233723A (ja) | 可変分配率ガス流反応室 | |
| TW201801150A (zh) | 磊晶生長方法 | |
| CN201071403Y (zh) | 一种上进上出的垂直喷淋式mocvd反应器 | |
| US20150337442A1 (en) | Multi-Wafer Reactor | |
| TWM597506U (zh) | 具有多區域噴射器塊的化學氣相沉積設備 | |
| US20190144996A1 (en) | Wafer carrier and metal organic chemical vapor deposition apparatus | |
| US9087695B2 (en) | Multi-wafer reactor | |
| CN102644106A (zh) | 一种单片炉外延层厚度均匀性生长的控制方法 | |
| CN103361624B (zh) | 金属有机化合物化学气相沉积方法及其装置 | |
| KR100966370B1 (ko) | 화학 기상 증착 장치 | |
| CN210560739U (zh) | 化学气相沉积气体供应系统及设备 | |
| CN115704108A (zh) | 预热环和基板处理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20160302 Assignee: Nanchang Medium and Micro Semiconductor Equipment Co., Ltd. Assignor: Advanced Micro-Fabrication Equipment (Shanghai) Inc. Contract record no.: 2018990000345 Denomination of invention: Wafer carrier plate for MOCVD reaction system Granted publication date: 20171212 License type: Exclusive License Record date: 20181217 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 201201 No. 188 Taihua Road, Jinqiao Export Processing Zone, Pudong New Area, Shanghai Patentee after: Medium and Micro Semiconductor Equipment (Shanghai) Co., Ltd. Address before: 201201 No. 188 Taihua Road, Jinqiao Export Processing Zone, Pudong New Area, Shanghai Patentee before: Advanced Micro-Fabrication Equipment (Shanghai) Inc. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190725 Address after: 201201 Shanghai City Jingqiao export processing zone of Pudong New Area (South) Taihua Road No. 188 Co-patentee after: Nanchang Medium and Micro Semiconductor Equipment Co., Ltd. Patentee after: Medium and Micro Semiconductor Equipment (Shanghai) Co., Ltd. Address before: 201201 Shanghai City Jingqiao export processing zone of Pudong New Area (South) Taihua Road No. 188 Patentee before: Medium and Micro Semiconductor Equipment (Shanghai) Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |