CN203947179U - 外延生长用晶片载盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种晶片载盘，该晶片载盘包括若干个设置在载盘下方的突出部，用于储存受热过程中的热量，减缓制程中气流流动造成的温度变化，调节载盘的整体温度均匀，使得处于盘面的晶片生长温度一致，改善晶片的波长均匀性；且可以充分利用载盘表面边缘的空间，用以容纳更多晶片，增加资源的利用率，增加产能。
Description
技术领域
本发明涉及LED发光二极管外延（Epitaxy）晶圆制程中使用的晶片载盘（Wafer carrier）。
背景技术
发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是一种固态半导体二极管发光器件，被广泛用于指示灯、显示屏等照明领域。
现阶段制备LED晶圆片的方法主要是通过金属有机化合物化学气相沉淀（英文为Metal-organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD）实现，可以简述其流程如下：将外延晶圆片（如蓝宝石衬底/Si衬底）放入石墨承载盘（Wafer carrier）的凹槽上，将其与石墨承载盘一起传入MOCVD反应室内，通过将反应室温度加热到设定好的温度，并配合通入有机金属化合物和五族气体，使它们在晶圆片上断开化学键并重新聚合形成LED外延层。
在LED发光二极管外延晶圆制程中，由于晶圆片各位置所处的温度直接受到晶片载盘的影响，因此晶片载盘结构对外延良率起到重要作用，其成为业界研究的重点，而目前所使用的晶片载盘背面其中心区域与边缘结构相同，在生产过程中，因受MOCVD机台结构影响，边缘气流流速较中心区域略快，其气流的快速运动导致晶片载盘边缘温度较中心区域偏低，温度变化速率偏快，从而使得边缘与中心位置的晶片生长温度有差，影响最终的晶片良率；同时由于边缘区域温度有差异，从而使得晶片载盘的边缘区域无法得到有效利用，造成盘面的资源浪费。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种用于LED外延晶圆制程的晶片载盘，其具有稳定均匀的盘面温度，使得处于盘面的晶片生长温度一致，改善晶片的波长均匀性；且可以充分利用承载盘表面边缘的空间，用以容纳更多晶片，增加资源的利用率，增加产能。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
外延生长用晶片载盘，包括置于载盘正面的围绕载盘中心排列的若干个凹槽，用于容纳晶片衬底，所述凹槽的背面设置有突出部，所述突出部为以载盘中心为圆心的同心圆结构，且所述突出部位于远离圆心的位置；所述突出部用于储存受热过程中的热量，减缓制程中气流流动造成的温度变化，调节载盘的整体温度均匀。因为根据热能公式Q=Δt*m*C（比热容是C；质量是m；Δt是温度差（加热放热前后））可知：当材质相同时，比热容一致，最终温度差一致时，凹槽背面的突出部结构使得其对应的局部盘体处的质量增加，进而对储存的热能较无突出部对应的局部盘体偏多，当该突出部对应载盘表面温度变化时，其储存的热能释放，从而可减缓载盘表面的温度变化速度，减小其与载盘其它区域的温度差异，进而调节载盘的整体温度均匀。
优选的，所述突出部由厚度均匀的环状结构。
优选的，所述突出部为沿圆心至边缘方向厚度逐渐增加的环状结构。
优选的，所述突出部的厚度H范围为0.1mm~4mm。
优选的，所述承载盘的直径D1与突出部外径D2关系与突出部内径D3为：0≤D1-D2≤20mm；0≤D2-D3≤100mm。
优选的，所述突出部的构成材质与晶片载盘相同，为载盘的组成部分。
优选的，所述突出部截面为矩形或梯形或扇形。
本实用新型的有益效果：本实用新型公开的晶片载盘，该晶片载盘包括若干个设置在载盘下方的突出部，用于储存受热过程中的热量，减缓制程中气流流动造成的温度变化，调节载盘的整体温度均匀，使得处于盘面的晶片生长温度一致，改善晶片的波长均匀性；且可以充分利用载盘表面边缘的空间，用以容纳更多晶片，增加资源的利用率，增加产能。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是典型的LED外延用晶片载盘背面图。
图2是典型的LED外延用晶片载盘正面图。
图3是典型的LED外延用晶片载盘剖面图。
图4是实施例1之矩形截面突出部的晶片载盘剖面图。
图5是具有突出部的晶片载盘背面图。
图6是实施例2之梯形截面突出部的晶片载盘剖面图。
符号说明
1、晶片载盘的背面；2、晶片载盘的背面边缘；3、晶片载盘的中心轴；4、晶片载盘的外侧晶圆凹槽；5、晶片载盘的内侧晶圆凹槽；6、晶片载盘的正面；7、晶片载盘的正面边缘；8、在生长时经过晶片载盘正面的气流；9、突出部。
实施例1
参照图1~图5所示，一种LED外延晶圆制程的晶片载盘，包括：10个4英寸外侧晶圆凹槽4和4个4英寸内侧晶圆凹槽5，用以容纳晶圆片；晶片载盘的上边缘7以及设置在晶片载盘中心的轴孔3；其中，晶片载盘的下边缘2设置在上边缘7下方，所述突出部9置于晶片载盘背面1且远离圆心的位置，且为以载盘中心为圆心的同心圆结构；突出部9为厚度H均匀的环形结构，且其截面为矩形；承载盘的直径D1与突出部外径D2及突出部内径D3的关系为：0≤D1-D2≤20mm；0≤D2-D3≤100mm，突出部厚度H为0.1mm～4mm，且突出部的构成材质与晶片载盘相同，减小因材质因素造成的载盘表面温度变化差异。因为在生长过程中，高速气流8在经过晶片载盘的正面6和上边缘7时，因边缘临近载气出口，故其流速较于载盘中心位置略偏快，因而造成上边缘7和外侧凹槽4中的晶圆片位置处热量变化较大，导致外侧凹槽4中晶圆片和内侧凹槽5中晶圆片温度波动不一致，从而影响内外侧波长均匀性。而所述突出部结构可储存生长过程中的热量，在气流造成外侧晶圆片与石墨载盘上边缘7热量变化时，突出部储存的热能释放，则可适当补充被气流带走的热能，从而减缓该区域的温度变化，调节其与内侧的晶圆片温度一致，平衡晶圆片边缘的温场，提高整体波长均匀性，从而提高石墨承载盘所载晶圆片的良率；此外，还可扩大载盘面积，在其上表面增加凹槽量，因为该突出结构的储存热量的功能，故扩大载盘面积后，其扩大部上表面的凹槽部温度与载盘中心位置温度仍可一致，因而在不影响波长良率等的前提下，可有效提高产能。
实施例2
参照图6所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述突出部9为沿圆心至边缘方向厚度逐渐增加的环状结构，其厚度H范围为0.1mm～4mm；承载盘的直径D1与突出部外径D2及突出部内径D3的关系为：0≤D1-D2≤20mm；0≤D2-D3≤100mm；其截面为梯形，越远离圆心位置，其突出部厚度越厚，可有效减缓气流造成的温度变化，平衡载盘上方内外侧凹槽中晶片的受热温度，改善晶片波长的均匀性。同时，通过此突出部的储热功能，亦可在保证整体温度均匀的条件下增加载盘面积，进而提高产能。
Claims (8)
1.外延生长用晶片载盘，包括置于载盘正面的围绕载盘中心排列的若干个凹槽，用于容纳晶片衬底，其特征在于：所述凹槽的背面设置有突出部，所述突出部用于储存受热过程中的热量，减缓制程中气流流动造成的晶片载盘表面温度变化，调节载盘的整体温度均匀。
2.根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部为以载盘中心为圆心的同心圆结构，且所述突出部位于远离圆心的位置。
3.根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部的构成材质与晶片载盘相同，为载盘的组成部分。
4.根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部为厚度均匀的环状结构。
5.根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部为沿圆心至边缘方向厚度逐渐增加的环状结构。
6.根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部的厚度H范围为0.1mm~4mm。
7.根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述晶片载盘的直径D1与突出部外径D2及突出部内径D3的关系为：0≤D1-D2≤20mm；0≤D2-D3≤100mm。
8.根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部截面为矩形或梯形或扇形。
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