CN202786500U - 一种基座支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基座支撑装置，所述支撑装置由石英制成，安装在桶式外延炉中：所述支撑装置为等径空心圆柱结构，上表面为平面，嵌入式地与基座底盘凹槽相连接；下表面设置有卡槽，与外延炉托盘上的石英盘相连接。本实施例装置可以整体提高基座在腔内的位置，相当于提高了最底层外延片所处的温区，同时可以通过调节垫圈高度来调整最上层外延片所处的温区，做到不影响反应腔内流场的分布，达到增加最底层外延片下边的厚度，改善厚度均匀性的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体硅外延生长技术领域，特别是涉及一种基座支撑装置。
背景技术
硅外延产品是制备各种电子器件的重要材料，随着5寸外延产品的需求不断扩大，进一步提高5寸外延片厚度均匀性，提高产品质量，也变得越来越重要。
目前LPE（Liquid Phase Epitaxial，液相外延）外延炉生产的5寸外延片存在第三层外延片厚度均匀性较差的问题。在做该尺寸产品过程中发现厚度均匀性偏差一般都在2%以上，有时会出现3%的情况。表1是4、5、6寸外延片不同位置外延片的厚度数据。
表1不同尺寸外延片厚度数据
从数据中可以看出4寸、6寸外延片的厚度均匀性均小于2%。针对5寸外延片厚度均匀性偏差大的问题，我们对厚度数据进行分析，发现在一例中，最上面一点厚度最厚，最下面一点厚度最薄。
针对5寸外延片厚度均匀性偏差大的问题，对现有技术生产的5寸外延片厚度数据进行分析，发现第三层外延片最上面一点厚度最厚，最下面一点厚度最薄。
因此，现有技术中，存在5寸外延片厚度均匀性差的缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是一种基座支撑装置，用以增加最底层外延片下边的厚度，改善厚度均匀性。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基座支撑装置，所述支撑装置由石英制成，安装在桶式外延炉中：所述支撑装置为等径空心圆柱结构，上表面为平面，嵌入式地与基座底盘凹槽相连接；下表面设置有卡槽，与外延炉托盘上的石英盘相连接。
进一步，所述支撑装置的高度为189.5~193.125mm。
进一步，所述支撑装置从上表面到下表面设置有一条缝隙。
进一步，所述基座上设置有高度可调的垫圈。
进一步，所述基座是5英寸以上硅单晶外延生长中使用的基座。
本实用新型有益效果如下：
本实施例装置可以整体提高基座在腔内的位置，相当于提高了最底层外延片所处的温区，同时可以通过调节垫圈高度来调整最上层外延片所处的温区，做到不影响反应腔内流场的分布，达到增加最底层外延片下边的厚度，改善厚度均匀性的目的。
附图说明
图1是本实用新型实施例中4、5、6寸三种基座片坑不同位置的尺寸对比图；
图2是本实用新型实施例中一种基座支撑装置的结构示意图；
图3是图2的仰视图。
具体实施方式
为了解决现有技术外延片厚度均匀性差的问题，本实用新型提供了一种基座支撑装置，以下结合附图以及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。
从LPE外延炉结构来看，影响最下面一点厚度偏薄的原因主要有主氢流量小和最下面一点的温度低。主氢流量小生长出的外延片的规律是最上面一片最厚，最下面一个最薄，中间一片在两者之间，但通过产品的测试未发现有此规律。因此，分析认为5寸片最下面一点薄的产生原因是最下面一点温度低引起的。用红外测温仪测热场温度分布，数据见表2。
表2 A腔热场分布数据
| 上→下 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 温度℃ | 1118 | 1129 | 1132 | 1133 | 1134 | 1110 | 1077 | 1073 |
从表2可以看出，在反应腔热场分布上，外延片从上到下所处的温区温度依次降低。最下面点的温度比最上面一点低45℃。另外，如图1所示，正是由于5寸基座上片坑所处的位置从上到下跨度最大，其所跨温区亦最大，从而造成了其生产的外延片的厚度均匀性要差于4寸和6寸产品，由于上下温度偏差较大，对于生产的外延片的厚度均匀性不利。而且，由表2可以看出，6点到7点间存在迅速下滑的现象，因此只有提高最下方点的温区是解决此点厚度薄的最佳方法。为了找到一个合理的提升高度，我们对最下面一片的纵向温度分布进行了多点测试，数据见表3。
表3 5寸外延片最下面一片的厚度纵向分布
| 上→下 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 厚度μm | 5.376 | 5.296 | 5.290 | 5.281 | 5.277 | 5.287 | 5.298 | 5.297 | 5.198 |
5寸片的直径是125mm，测试方法选择去除边缘10mm，9点测试法，因此两测试点间的间距为：（125-10×2）/8=13.125mm。表2中第8个测试点数据满足要求，第9个测试点厚度薄，据此可以初步确定提升高度不超过13.125mm。
通过生产测试发现6寸片最下面一点的厚度可以满足要求，而目前生产中出5寸片最下面一点比6寸片最下面一点低9.5mm。
通过以上分析，提高底层外延片最下面一点所处的温区，是提高外延片厚度均匀性的必要条件，提升高度在9.5-13.125mm之间。
基于上述分析，如图2、3所示，本实用新型实施例提供一种基座支撑装置，用于批量生产5英寸以上硅单晶外延片的生产设备中，对加热石墨基座在热场中的位置调整的加长支撑装置；支撑装置的材质为透明高纯度进口石英材料，安装在桶式外延炉中：所述支撑装置为等径空心圆柱结构，上表面为平面，嵌入式地与基座底盘凹槽相连接；下表面设置有卡槽，与外延炉托盘上的石英盘相连接。当石英盘旋转时，支撑装置带动基座一同旋转。基座是5英寸以上硅单晶外延生长中使用的基座。
其中，支撑装置的高度为189.5~193.125mm。其对现有基座提供有效地物理支撑作用，并且在现有基座支撑装置的基础上提高了一定的高度，从而增加了基座在反应腔中的高度，最终使最底层衬底片在外延生长中所处的温区提高。
其中，支撑装置从上表面到下表面设置有一条缝隙。以缓减高温过程中产生的热应力，从而防止石英支承装置的破裂。
另外，基座上设置有高度可调的垫圈。同时，为了不影响最上方外延片所处的温区，可以通过调节基座上spacer（垫圈）的高度来调整最上层所处的温区，做到在不影响反应腔内流场分布的前提下，达到增加基座上最底层外延片下部的厚度，从而达到改善厚度均匀性的目的。
由上述实施例可以看出，本实施例装置可以整体提高基座在腔内的位置，相当于提高了最底层外延片所处的温区，同时可以通过调节垫圈高度来调整最上层外延片所处的温区，做到不影响反应腔内流场的分布，达到增加最底层外延片下边的厚度，改善厚度均匀性的目的。
尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本实用新型的范围应当不限于上述实施例。
Claims (5)
1.一种基座支撑装置，其特征在于，所述支撑装置由石英制成，安装在桶式外延炉中：所述支撑装置为等径空心圆柱结构，上表面为平面，嵌入式地与基座底盘凹槽相连接；下表面设置有卡槽，与外延炉托盘上的石英盘相连接。
2.如权利要求1所述的基座支撑装置，其特征在于，所述支撑装置的高度为189.5~193.125mm。
3.如权利要求1所述的基座支撑装置，其特征在于，所述支撑装置从上表面到下表面设置有一条缝隙。
4.如权利要求1所述的基座支撑装置，其特征在于，所述基座上设置有高度可调的垫圈。
5.如权利要求1所述的基座支撑装置，其特征在于，所述基座是5英寸以上硅单晶外延生长中使用的基座。
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| CN2012202790542U CN202786500U (zh) | 2012-06-14 | 2012-06-14 | 一种基座支撑装置 |
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| CN202786500U true CN202786500U (zh) | 2013-03-13 |
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| CN (1) | CN202786500U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104269354A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-01-07 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种提高ccd器件用硅外延片的厚度均匀性的方法 |
| CN105181462A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-23 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种单晶片机械强度测试装置及检测方法 |
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2012
- 2012-06-14 CN CN2012202790542U patent/CN202786500U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN105181462B (zh) * | 2015-10-19 | 2017-12-01 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种单晶片机械强度测试装置及检测方法 |
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