CN214655363U - 预热环及外延生长设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种预热环，用于外延生长设备，包括环形主体，所述环形主体包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面与外延生长设备中用于承载硅片的基座的承载面位于同一侧，所述第二面上沿其周向均匀的设置有凹凸结构。本实用新型还涉及一种外延生长设备。通过凹凸结构的设置，增加了预热环与环境的接触面积，提高升温或降温的速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及硅产品制作技术领域，尤其涉及一种预热环及外延生长设备。
背景技术
外延是在抛光片的单晶衬底上，按照衬底的晶向沉积一层排列有序的单晶硅薄层的技术，新生长的单晶层就是外延层，带有外延层的衬底称为外延片。 300mm(12inch)是目前硅硅片尺寸可达到的最大尺寸。随着芯片产业产品率及利润率的要求不断提高，高品质的外延片应用范围越来越广。对于外延片来说，其外延薄膜的质量要求很高，关键指标就在于外延层厚度及电阻率的均匀性控制。
外延反应的成膜质量直接影响到半导体器件的性能。精确控制外延制程中的工艺条件是提高外延片质量的重要研究方向。其中碳化硅涂层的石墨加工环，又称预热环，位于下层衬垫上预热环的边缘。预热环将热控区的范围扩展到硅片之外，并在硅片制作过程中使导入的气体先在预热环进行升温。这样可以提高沉积物的均匀性。
预热环正面从中心部到外部是平整的，背面为中心部平整，边缘呈L状。该预热环主要特征为受热面与基座受热面几乎没有太大差异。但作为预加热用途的预热环没有达到快速升温和降温效果。预热升温较慢导致进入腔体的TCS (SiHCL3)气体在未超过900℃以上时容易产生多晶硅，多晶硅会沉淀在预热环上影响后续的气流的正常流动。预热环降温速度较慢，需要等预热环降温完成之后做下一步流程，影响生产效率降低产能等问题。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种预热环及外延生长设备，解决预热环升温或降温慢的问题。
为了达到上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种预热环，用于外延生长设备，包括环形主体，所述环形主体包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面与外延生长设备中用于承载硅片的基座的承载面位于同一侧，所述第二面上沿其周向均匀的设置有凹凸结构。
可选的，所述第二面上的部分区域向远离所述第一面的方向凸设形成凸出结构，以使得所述第二面形成所述凹凸结构。
可选的，所述凸出结构为条形结构，所述条形结构的延伸方向经过所述环形主体的中心点，所述凸出结构沿所述环形主体的周向间隔设置。
可选的，所述凸出结构在垂直于其延伸方向上的截面为梯形结构。
可选的，所述凸出结构靠近所述环形主体的外侧的一端的面积大于或小于所述凸出结构远离所述环形主体的外侧的一端的面积。
可选的，所述梯形结构为直角梯形，靠近所述环形主体的外侧的边垂直于所述第一面设置。
可选的，所述第二面的边缘向远离所述第二面的方向延伸设置有凸台，所述凸出结构在所述凸台上的正投影完全位于所述凸台上。
本实用新型还提供一种外延生长设备，包括上述的预热环。
本实用新型的有益效果是：通过凹凸结构的设置，增加了预热环与环境的接触面积，提高升温或降温的速度。
附图说明
图1表示本实用新型实施例中预热环结构示意图一；
图2表示本实用新型实施例中预热环结构示意图二；
图3表示本实用新型实施例中预热环结构示意图三；
图4表示本实用新型实施例中外延生长设备示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1-3所示，本实施例提供一种预热环，用于外延生长设备，包括环形主体，所述环形主体包括相对设置的第一面11和第二面12，所述第一面11 与外延生长设备中用于承载硅片的基座的承载面位于同一侧，所述第二面12 上沿其周向均匀的设置有凹凸结构2。
通过凹凸结构2的设置，增加了预热环与环境的接触面积，提高升温或降温的速度。
凹凸结构2的具体结构形式可以有多种，本实施例中示例性的，所述第二面12上的部分区域向远离所述第一面11的方向凸设形成凸出结构21，以使得所述第二面12形成所述凹凸结构2。
例如，所述第二面12的第一区域凸设有所述凸出结构21，与所述第一区域相邻设置的第二区域为平面区域22，所述第一区域和所述第二区域沿着所述环形主体1的周向间隔设置。
本实施例中示例性的，所述凸出结构21为条形结构，所述条形结构的延伸方向经过所述环形主体的中心点，所述凸出结构沿所述环形主体的周向间隔设置。
图1为所述环形主体1的第二面的结构示意图，所述条形结构的延伸方向与所述环形主体1的径向方向相平行，利于气体的导向。
本实施例中示例性的，所述凸出结构21在垂直于其延伸方向上的截面为梯形结构，所述梯形结构靠近所述第一面的边的长度大于所述梯形结构远离所述第一面的边的长度。
本实施例中示例性的，所述凸出结构21在与其延伸方向相垂直的方向上的截面为梯形结构。
所述凸出结构21靠近所述环形主体的外侧的一端的面积大于或小于所述凸出结构远离所述环形主体的外侧的一端的面积，即所述梯形结构靠近所述第一面的边的长度大于或小于所述梯形结构远离所述第一面的边的长度。参考图 2，图2为本实施例中一实施方式中的环形主体1的侧面结构示意图，图2中表示出了梯形结构的一种结构形式。
具体的，在一实施方式中，所述凸出结构21靠近所述第二面12的一侧的面积大于所述凸出结构21远离所述第二面12的一侧的面积。
在一实施方式中，所述凸出结构21靠近所述第二面12的一侧的面积小于所述凸出结构21远离所述第二面12的一侧的面积。
本实施例中示例性的，所述梯形结构为直角梯形，靠近所述环形主体的外侧的边垂直于所述第一面设置，参考图2。
本实施例中示例性的，所述第二面12的边缘向远离所述第二面12的方向延伸设置有凸台13，所述凸出结构21在所述凸台13上的正投影完全位于所述凸台13上，即所述凸台13在垂直于所述第二面12的方向上的高度大于或等于所述凸出结构21在垂直于所述第二面12的方向上的高度，参考图3。
所述凸出结构21与所述凸台13相接触的一面的面积小于或等于所述凸台 13的面积。
如图4所示，本实用新型还提供一种外延生长设备，包括上述的预热环 10。
所述外延生长设备还包括壳体30和基座20，所述壳体30内形成反应腔，所述基座20位于所述反应腔内，用于承载硅片，所述预热环10设置于所述基座20和所述壳体30之间，所述环形主体1的第一面朝上，所述环形主体1 的第二面朝下设置。
所述壳体包括透明的上部钟罩，透明的下部钟罩形成的密闭腔体(即所述反应腔)。所述反应腔的上方以及反应腔的下方排布有加热灯泡。所述基座20 通过支撑架水平的固定在反应腔内部。所述反应腔的一侧是反应气体的进气口 40，另一侧是反应尾气的排气口50。在外延反应过程中，所述基座20在支撑架的带动下以一定速度水平旋转，反应气体由进气口40通入反应腔，在加热灯泡提供的高温环境下，发生化学气相沉积反应，在硅片表面生成外延薄膜沉积，反应的尾气由排气口50排出。
以上所述为本实用新型较佳实施例，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围。
Claims (7)
1.一种预热环，用于外延生长设备，其特征在于，包括环形主体，所述环形主体包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面与外延生长设备中用于承载硅片的基座的承载面位于同一侧，所述第二面上沿其周向均匀的设置有凹凸结构；
所述第二面上的部分区域向远离所述第一面的方向凸设形成凸出结构，以使得所述第二面形成所述凹凸结构。
2.根据权利要求1所述的预热环，其特征在于，所述凸出结构为条形结构，所述条形结构的延伸方向经过所述环形主体的中心点，所述凸出结构沿所述环形主体的周向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的预热环，其特征在于，所述凸出结构在垂直于其延伸方向上的截面为梯形结构。
4.根据权利要求3所述的预热环，其特征在于，所述凸出结构靠近所述环形主体的外侧的一端的面积大于或小于所述凸出结构远离所述环形主体的外侧的一端的面积。
5.根据权利要求3所述的预热环，其特征在于，所述梯形结构为直角梯形，靠近所述环形主体的外侧的边垂直于所述第一面设置。
6.根据权利要求3所述的预热环，其特征在于，所述第二面的边缘向远离所述第二面的方向延伸设置有凸台，所述凸出结构在所述凸台上的正投影完全位于所述凸台上。
7.一种外延生长设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的预热环。
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| CN202023138293.XU CN214655363U (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 预热环及外延生长设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115584553A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-10 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 预热环及晶圆外延生长设备 |
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2020
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