CN106149049A - 晶圆的磊晶反应器及其中央星盘 - Google Patents

Abstract

本发明为一种晶圆的磊晶反应器及其中央星盘，中央星盘设于磊晶反应器的壳体的中央部位而对应于热源，中央星盘具有相分离的内环件及外环件，由于中央星盘必需经常更换清洗而容易损耗，通过分离式的设计和材料的改良，而使得外环件可采用较抗清洗的材料，且可藉由材料特性不同，改变磊晶环境，进而提升产品品质；而内环件可采用较抗热冲击的材料，以达到减少材料损耗及降低成本的目的。

Description

晶圆的磊晶反应器及其中央星盘

技术领域

本发明涉及一种晶圆的磊晶反应器及其陶瓷星盘，尤其涉及一种用于形成三五族化合物半导体晶圆的磊晶工艺的反应器及该反应器中的组件。

背景技术

在LED芯片的工艺中，是先利用磊晶工艺来在晶圆上形成磊晶层，再通过后续的镀膜、黄光、蚀刻等等工艺来制得所需的LED芯片。以有机金属气象沉积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD)方法作为磊晶工艺为例，磊晶反应器底部设有热源，晶圆置于承载组件上并设于热源上方，磊晶反应器顶部设有气体入口，将有机金属以气态通过气体入口通入磊晶反应器中，并通过热源将晶圆加热，以使有机金属气体在晶圆上产生化学反应而沉积形成磊晶层。

现有技术的磊晶反应器中，承载组件包含有设于中央的星盘及周围的晶圆载盘，热源是于反应器中加热至1200℃以上，来均匀的提供晶圆足够的反应热量。在磊晶工艺中，磊晶层会沉积形成在反应器中的所有部位，故除了再晶圆上方形成磊晶层外，在承载组件上面也会形成磊晶层，因此，必需适当的清除避免影响往后的工艺；然而在清除磊晶层的过程中，会对承载组件使用化学蚀刻、喷砂、高温烘烤等方式，清洁的过程中，虽然可以去除磊晶层，但也无法避免承载组件的消耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种晶圆的磊晶反应器及其中央星盘，是针对使用于磊晶反应器中的星盘加以研究，来降低使用者的成本损耗，以延长承载组件的使用寿命；另外藉由材料特性的不同，可改变磊晶环境，进而提升产品品质。

为达到上述的发明目的，本发明所采用的技术手段为设计一种磊晶反应器的中央星盘，其包括：

一外环件，其中央成形有一容置孔且为陶瓷材料所制；

一内环件，其可分离地设于该外环件的容置孔中，其中该内环件中央成形有一通孔，内环件与外环件为相异材料所制。

进一步而言，本发明设计了一种包含前述的中央星盘的磊晶反应器，其包括：

一壳体；

一盖体，其可分离地设于该壳体上方；

一承载组件，其设于该壳体及该盖体中，该承载组件包含有前述的中央星盘、多个周缘盖板及一上盖板；该中央星盘设于该壳体的上表面的中央部位；所述周缘盖板设于该壳体的上表面，且环绕排列于该中央星盘的周缘，各周缘盖板与该中央星盘围绕形成多个容置空间，各容置空间中设有至少一晶圆载板；该上盖板的两侧面分别设有一固持件及一固定件，该固持件设于上盖板与盖体的下表面之间。

本发明的优点在于，内环件是以陶瓷材料所制，则使得因为清洁而所造成的损耗降到最低，又利用中央星盘的内、外环件为可分离式的设计，并使用不同的材料，以减少材料的损耗，进而达到降低制造成本的目的。同时，藉由陶瓷的材料特性，会影响工艺的环境，进而对于优化磊晶品质，有一定程度的改善。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的磊晶反应器的立体外观图；

图2为本发明的星盘的元件分解图；

图3为本发明的星盘的上视图；

图4为本发明的星盘的侧视剖视图；

图5为本发明的周缘盖板的立体外观图；

图6为本发明的挡片的立体外观图；

图7为本发明的固持件的立体外观图；

图8为本发明的磊晶反应器的另一实施例立体外观图；

图9为本发明的星盘与磊晶反应器的热源的实施状态图。

其中，附图标记

10壳体 20盖体

30承载组件 31中央星盘

311外环件 311a容置孔

311b肋条 312内环件

312a通孔 32周缘盖板

321肋条 33、33A晶圆载板

34上盖板 341固持件

342固定件 35、35A容置空间

36挡片 40热源

41高温区 42低温区

具体实施方式

以下配合附图及本发明的实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参阅图1所示，本发明的磊晶反应器包含有一壳体10、一盖体20及一承载组件30。

所述壳体10中央设有热源，所述盖体20可分离地设于壳体10上方，以在反应进行时覆盖壳体10，盖体20设有气体出口以供通入气体于壳体10中。

所述承载组件30设于壳体10及盖体20中，承载组件30包含有一中央星盘31、多个周缘盖板32、多个晶圆载板33、及一上盖板34。

请参阅图1至图4所示，该中央星盘31设于壳体10的上表面的中央部位，中央星盘31包含有一外环件311及一内环件312，外环件311中央成形有一容置孔311a，该外环件311的周缘径向延伸成形有数个呈放射状排列的肋条311b，该内环件312设于该外环件311的容置孔311a中，内环件312中央成形有一通孔312a。在一实施例中该外环件311与该内环件312可为相同或不同材质，该外环件311可为陶瓷材料所制，如氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)等，内环件312可为石英材料所制，如二氧化硅(SiO₂)

请参阅图1及图5所示，所述周缘盖板32设于壳体10的上表面，并环绕排列于中央星盘31的外围，周缘盖板32为陶瓷材料所制，各周缘盖板32具有一径向延伸的肋条321，各周缘盖板32的肋条321对应连接于外环件的一肋条311b，相邻的周缘盖板32的肋条321与外环件311的相邻肋条311b围绕形成一容置空间35。在较佳实施例中，周缘盖板32与外环件311相邻但未接触，故周缘盖板32的肋条321与外环件311的相邻肋条311b之间具有间隙。

请参阅图1所示，所述晶圆载板33分别设于相对应的容置空间35中，各容置空间35中排列设置有一个晶圆载板33，依据不同的晶圆尺寸而晶圆载板33上可对应设置有不同数量的晶圆浅槽。请参阅图1所示，在一实施例中，各晶圆载板33中设有七个晶圆浅槽；请参阅图8所示，在一实施例中，各晶圆载板33A中设有一个晶圆浅槽。当进行磊晶反应时，晶圆是置放于晶圆载板33的晶圆浅槽中以进行反应，而为了避免未置放晶圆的晶圆浅槽在反应时亦形成磊晶层，故可置放如图6所示的挡片36(dummy wafer)于闲置的晶圆浅槽上，以阻止磊晶反应于闲置的晶圆浅槽上产生，挡片36可为陶瓷材料所制。

请参阅图1及图7所示，所述上盖板34的两侧面分别设有一固持件341及一固定件342，以将上盖板34夹持固定于盖体20的下表面，该固持件341设于上盖板34与盖体20的下表面之间，该固持件341和固定件342可为陶瓷材料制成。

请配合参阅图9所示，当进行磊晶反应时，热源40由对应于外环件31的下方处提供热能，由于热源40的外围为温度较低的低温区41，而内圈为温度较高的高温区42，故为防止中央星盘31受热冲击而破损，故设计上将中央星盘31分为陶瓷的外环件311及石英的内环件312，外环件311在设计上避免跨越热源40的高温区42和低温区41。具体而言，若热源40的高温区42的外径为520mm，而低温区41的外径为250mm，则内环件312的外径为259mm以跨越高温区42和低温区41。

进一步而言，外环件311采用陶瓷材料制成可抗清洗以延长其使用寿命，并且改良工艺；而内环件312采用较耐高温热冲击材料(例如石英)制成，故可更进一步降低替换成本。

再者，周缘盖板32及固持件341采用陶瓷材料制成，亦可延长期使用寿命。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种磊晶反应器的中央星盘，其特征在于，包括：

一外环件，其中央成形有一容置孔，该外环件为陶瓷材料所制；

一内环件，其能够分离地设于该外环件的容置孔中，其中该内环件中央成形有一通孔，内环件与外环件为相异材料所制。

2.根据权利要求1所述的磊晶反应器的中央星盘，其特征在于，该外环件的周缘径向延伸成形有多个呈放射状排列的肋条。

3.根据权利要求1或2所述的磊晶反应器的中央星盘，其特征在于，该内环件为石英材料所制。

4.一种磊晶反应器，其特征在于，包括：

一壳体；

一盖体，其能够分离地设于该壳体上方；

一承载组件，其设于该壳体及该盖体中，该承载组件包含有一中央星盘、多个周缘盖板及一上盖板；该中央星盘设于该壳体的上表面的中央部位，该中央星盘包括一外环件及一内环件，该外环件中央成形有一容置孔，该外环件为陶瓷材料所制，该内环件能够分离地设于该外环件的容置孔中，该内环件中央成形有一通孔，内环件与外环件为相异材料所制成；所述周缘盖板设于该壳体的上表面，且环绕排列于该中央星盘的周缘，各周缘盖板与该中央星盘围绕形成多个容置空间，各容置空间中设有一晶圆载板，该晶圆载板上设有至少一晶圆浅槽；该上盖板的两侧面分别设有一固持件及一固定件，该固持件设于上盖板与盖体的下表面之间。

5.根据权利要求4所述的磊晶反应器，其特征在于，该中央星盘的外环件的周缘径向延伸成形有多个呈放射状排列的肋条，各周缘盖板具有一径向延伸的肋条，各周缘盖板的肋条对应连接于该外环件的一肋条，各容置空间成形于相邻的周缘盖板的肋条与该外环件的相邻肋条之间。

6.根据权利要求4或5所述的磊晶反应器，其特征在于，该内环件为石英材料所制。

7.根据权利要求4或5所述的磊晶反应器，其特征在于，进一步设有至少一挡片于其中一晶圆浅槽上。

8.根据权利要求7所述的磊晶反应器，其特征在于，该挡片为陶瓷材料所制。

9.根据权利要求4或5所述的磊晶反应器，其特征在于，周缘盖板为陶瓷材料所制。

10.根据权利要求4或5所述的磊晶反应器，其特征在于，该固持件及固定件为陶瓷材料所制。