CN215856451U - 一种半导体外延生长用承载盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种半导体外延生长用承载盘，包括承载圆盘、限位环、及承载肋，限位环套接于承载圆盘外侧；承载肋设置于承载圆盘的上表面；承载圆盘、限位环及承载肋都由石墨材料制成，承载肋的外表面设有碳化钽层。这种半导体外延生长用承载盘，在原有的圆盘上添加了限位环，同时在承载圆盘上添加了外表面涂有碳化钽层承载肋，通过承载肋来将外延晶片的中间部分托起，避免了晶片背面与石墨的直接接触，可降低了石墨沾污外延晶片的风险。同时，承载肋还可稳定支撑外延晶片，有效避免现有的环型支撑结构中，只有边缘支撑，晶片中间部位无支撑造成的晶片翘曲变化。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体生产工艺技术领域，特别是涉及一种半导体外延生长用承载盘。
背景技术
外延生长是指在单晶衬底上生长一层有与衬底晶向相同的单晶层，犹如原来的晶体向外延伸了一段。外延生长的新单晶层可在导电类型、电阻率等方面与衬底不同，还可以生长不同厚度和不同要求的多层单晶，从而大大提高器件设计的灵活性和器件的性能。外延工艺还广泛用于集成电路中的PN结隔离技术和大规模集成电路中改善材料质量方面。而外延生长的过程中，需要用到承载盘来对晶片进行承载。
目前外延生长用的承载盘多为环型支撑结构。但是环型支撑结构具有以下的问题：一是在于承载盘的材质与外延晶片差异较大，在外延生长过程中这将导致外延晶片边缘与中心的生长速度及掺杂浓度存在较大差异。二是环型支撑结构中，外延晶片只有最外圈受到支撑，外延生长过程中容易造成外延晶片翘曲的变化加大。为解决这些问题，可以使用的方法为在外延片外围再套放一个晶片材质相同的限位环。若使用此方法环型支撑结构将不能对盖环内的晶片提供一个很好的支撑，为解决这一问题可使用面接触式支撑结构，即限位环和晶片均与承载盘上表面直接相接触。然而，这又会带来另一个问题，晶片与在外延过程中与其他物体相接触会不可避免地造成对晶片的沾污，当晶片背面与承载盘整面接触时，造成沾污的可能性将大大增加。
实用新型内容
基于此，有必要针对现有的晶片承载盘容易造成晶片的玷污的问题，提供一种半导体外延生长用承载盘。
一种半导体外延生长用承载盘，包括承载圆盘、限位环、及承载肋，所述限位环套接于所述承载圆盘外侧；所述承载肋设置于所述承载圆盘的上表面；所述承载圆盘、所述限位环及所述承载肋都由石墨材料制成，所述承载肋的外表面设有碳化钽层。
其中，为了避免外延晶片边缘与中心的生长速度及掺杂浓度存在较大差异，所述限位环的外表面涂有碳化硅涂层。
其中，为了便于晶片的放置，所述承载圆盘的上表面设有凸起的圆台，所述承载肋设置于所述圆台上；所述圆台的直径略小于所述限位环的内径，所述限位环套接于所述圆台外侧，且所述限位环的上表面高于所述圆台的上表面。
其中，为了避免晶片与承载圆盘之间接触，所述限位环设有环型裙边，所述环型裙边套接于所述承载圆盘的外侧壁上。
进一步地，半导体外延生长用承载盘还包括限位块，所述圆台上设有一切口，所述限位块形状与所述切口相匹配，所述限位块设置于所述切口位置，且所述限位块的上表面位置高于所述圆台的上表面。
进一步地，所述限位块通过单晶碳化硅材料制成。
其中，为了稳固地承载晶片的同时尽量减少与晶片的接触，所述承载肋的数量为三根，所述承载肋沿所述圆台的径向方向延伸设置，且三根所述承载肋之间的夹角互为120度。
其中，为了匹配晶片的厚度，便于将其托住，所述限位块的上表面位置较所述圆台的上表面高出250-450微米。
其中，为了匹配晶片的厚度，便于将其托住，所述承载肋的上表面位置较所述圆台的上表面高出50-100微米。
其中，为了使得本承载盘可以适用于多种规格的晶片生产工艺，所述圆台上方还设有一圆环形的环形盖环。
本实用新型技术方案，在原有的圆盘上添加了限位环，同时在承载圆盘上添加了外表面涂有碳化钽层承载肋，通过承载肋来将外延晶片的中间部分托起，避免了晶片背面与石墨的直接接触，可降低了石墨沾污外延晶片的风险。同时，承载肋还可稳定支撑外延晶片，有效改善现有的环型支撑结构中，只有边缘支撑，晶片中间部位无支撑造成的晶片翘曲变化。
附图说明
图1为本实用新型的半导体外延生长用承载盘一实施例的整体示意图；
图2为图1所示中半导体外延生长用承载盘一实施的俯视图；
图3为图2所示中半导体外延生长用承载盘一实施例的截面图；
图4为图1所示中半导体外延生长用承载盘一实施的爆炸图；
图5为本实用新型的半导体外延生长用承载盘一实施例在隐藏盖环之后的结构示意图；
图6为本实用新型的半导体外延生长用承载盘一实施例的隐藏盖环的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、承载圆盘；11、圆台；2、限位环；21、环型裙边；3、承载肋；4、限位块；5、盖环。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做清楚、完整的描述。显然，以下描述的具体细节只是本实用新型的一部分实施例，本实用新型还能够以很多不同于在此描述的其他实施例来实现。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
在一实施例中，请参阅图1至图6所示，一种半导体外延生长用承载盘，包括承载圆盘1、限位环2、及承载肋3，限位环2套接于承载圆盘1外侧；承载肋3设置于承载圆盘1的上表面；承载圆盘1、限位环2及承载肋3都由石墨材料制成，承载肋3的外表面设有碳化钽层。
本实用新型技术方案，在原有的圆盘上添加了限位环2，同时在承载圆盘1上添加了外表面涂有碳化钽层承载肋3，通过承载肋3来将外延晶片的中间部分托起，避免了晶片背面与石墨的直接接触，可降低了石墨沾污外延晶片的风险。同时，承载肋3还可稳定支撑外延晶片，有效改善现有的环型支撑结构中，只有边缘支撑，晶片中间部位无支撑造成的晶片翘曲变化。
需要说明的是，本实施例中，还设有环形的盖环5。
进一步地，为了避免外延晶片边缘与中心的生长速度及掺杂浓度存在较大差异，限位环2的外表面涂有碳化硅涂层。
在本实施例中，为了便于晶片的放置，承载圆盘1的上表面设有凸起的圆台11，承载肋3设置于圆台11上；圆台11的直径略小于限位环2的内径，限位环2套接于圆台11外侧，且限位环2的上表面高于圆台11的上表面。
进一步地，限位环2设有环型裙边21，环型裙边21套接于承载圆盘1的外侧壁上。通过环形裙边将石墨材料的承载圆盘1包起来可以避免晶片与承载圆盘1之间接触。当然，限位环2也可以无环型裙边21，或设置其他包裹结构，其结构不以本实施例中描述为限制。
在本实施例的基础上，半导体外延生长用承载盘还包括限位块4，圆台11上设有一切口，限位块4形状与切口相匹配，限位块4设置于切口位置，且限位块4的上表面位置高于圆台11的上表面。
具体地，本实施例中的限位块4通过单晶碳化硅材料制成。
在本实施例中，为了稳固地承载晶片的同时尽量减少与晶片的接触，承载肋3的数量为三根，承载肋3沿圆台11的径向方向延伸设置，且三根承载肋3之间的夹角互为120度。当然，承载肋3的数量及设置方式也可以为其他形式，例如四根承载肋3，两个一排，呈两排设置，其不以本实施例描述为限制。
具体地，由于一般的外延晶片厚度为300微米左右，为了匹配晶片的厚度，便于将其托住，限位块4的上表面位置较圆台11的上表面高出250-450微米。，承载肋3的上表面位置较圆台11的上表面高出50-100微米。
此外，其中，为了使得本承载盘可以适用于多种规格的晶片生产工艺，所述圆台上方还设有一圆环形的环形盖环。环型盖环5使这种外延生长承载盘适用于常用的4英寸、6英寸外延晶片的生长，同时可使用6英寸外延生长工艺及进行4英寸外延晶片的生长，能有效提高外延生长的浓厚度均匀性。
本实用新型技术方案使用承载圆盘1与承载肋3的结构，改善了以往环型支撑结构造成的晶片背面接触脏污及外延晶片翘曲问题。承载圆盘1上的承载肋3具有碳化钽涂层，避免了晶片背面与石墨的直接接触，可降低了石墨沾污外延晶片的风险。而承载肋3还可以可稳定支撑外延晶片，可有效改善以往环型支撑结构中，只有边缘支撑，晶片中间部位无支撑造成的晶片翘曲变化。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、替换及改进，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应以权利要求为准。
Claims (10)
1.一种半导体外延生长用承载盘，其特征在于，包括：承载圆盘、限位环、及承载肋，所述限位环套接于所述承载圆盘外侧；所述承载肋设置于所述承载圆盘的上表面；所述承载圆盘、所述限位环及所述承载肋都由石墨材料制成，所述承载肋的外表面设有碳化钽层。
2.根据权利要求1所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，所述限位环的外表面涂有碳化硅涂层。
3.根据权利要求1所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，所述承载圆盘的上表面设有凸起的圆台，所述承载肋设置于所述圆台上；所述圆台的直径小于所述限位环的内径，所述限位环套接于所述圆台外侧，且所述限位环的上表面高于所述圆台的上表面。
4.根据权利要求3所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，所述限位环设有环型裙边，所述环型裙边套接于所述承载圆盘的外侧壁上。
5.根据权利要求3所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，还包括限位块，所述圆台上设有一切口，所述限位块形状与所述切口相匹配，所述限位块设置于所述切口位置，且所述限位块的上表面位置高于所述圆台的上表面。
6.根据权利要求5所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，所述限位块通过单晶碳化硅材料制成。
7.根据权利要求3所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，所述承载肋的数量为三根，所述承载肋沿所述圆台的径向方向延伸设置，且三根所述承载肋之间的夹角互为120度。
8.根据权利要求5所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，所述限位块的上表面位置较所述圆台的上表面高出250-450微米。
9.根据权利要求3所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，所述承载肋的上表面位置较所述圆台的上表面高出50-100微米。
10.根据权利要求3所述的半导体外延生长用承载盘，其特征在于，所述圆台上方还设有一圆环形的环形盖环。
Priority Applications (1)
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| CN202121113657.0U CN215856451U (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 一种半导体外延生长用承载盘 |
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| CN215856451U true CN215856451U (zh) | 2022-02-18 |
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ID=80316674
Family Applications (1)
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| CN202121113657.0U Active CN215856451U (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 一种半导体外延生长用承载盘 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-05-24 CN CN202121113657.0U patent/CN215856451U/zh active Active
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