CN216688313U - 一种晶圆外延薄膜装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种晶圆外延薄膜装置，所述外延薄膜装置至少包括：承载座，设有一内凹槽；支撑环，设有至少一缺口；其中，所述支撑环还设有底部凹槽和顶部凹槽，所述底部凹槽是设置在靠近支撑环底部的一端，所述顶部凹槽是设置在靠近支撑环底部的另一端，以承载所述晶圆；其中，所述支撑环通过所述内凹槽套设于所述承载座上。本实用新型所提供的晶圆外延薄膜装置，可以有效改善外延片的厚度、浓度不均匀的问题，还可以减少外延薄膜装置表面的反应物沉积过厚而导致卡片和晶圆破裂等现象。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体设备技术领域，特别是涉及一种晶圆外延薄膜装置。
背景技术
化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)系统由于易控制、薄膜纯度高、均匀性好、且残余应力小，已成为制备外延薄膜的主要方法。CVD过程中，晶圆被放在一种外延薄膜装置上，然后随着晶圆外延薄膜装置进入反应腔中，在高温下，各种源气和载气的混合气体流经晶圆及成膜装置表面，反应产物在晶圆表面不断沉积生长。同时，反应物也会不断沉积在外延薄膜装置表面，随着生长炉数的增加，沉积厚度越来越高，晶圆表面的气体流动方式在发生持续的改变，从而导致外延片的厚度、浓度不均匀，降低外延片的质量，需要不断的进行工艺参数调整，影响生产的连续性。并且，沉积物越来越多，会限制晶圆的活动范围造成卡片现象的出现，导致晶圆碎裂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种晶圆外延薄膜装置，解决晶圆表面的气流分布不均的问题，从而可以有效改善外延后晶圆的厚度、浓度的均匀性，还可以减少反应物沉积层集中在一个区域而导致卡片和晶圆破裂等现象。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型提供一种晶圆外延薄膜装置，至少包括：
承载座，设有一内凹槽；
支撑环，设有至少一缺口；
其中，所述支撑环还设有底部凹槽和顶部凹槽，所述底部凹槽是设置在靠近支撑环底部的一端，所述顶部凹槽是设置在靠近支撑环底部的另一端，以承载所述晶圆；
其中，所述支撑环通过所述内凹槽套设于所述承载座上。
在本实用新型的一个实施例中，所述支撑环，还设有外凸部和内凸部，所述外凸部和内凸部是设置在靠近支撑环底部的一端。
在本实用新型的一个实施例中，所述外凸部为圆环形，所述内凸部为圆形、长方形或菱形。
在本实用新型的一个实施例中，所述内凹槽为圆形、长方形或菱形，所述支撑环通过所述内凹槽套设于所述承载座外圆周。
在本实用新型的一个实施例中，所述内凹槽的形状相同于所述内凸部的形状，所述内凹槽的宽度大于或等于所述内凸部的宽度，所述内凹槽的深度大于或等于所述内凸部的凸起高度，所述内凹槽与所述内凸部相接触。
在本实用新型的一个实施例中，所述承载座为圆柱状，所述支撑环为圆环形。
在本实用新型的一个实施例中，所述底部凹槽为圆环形，所述底部凹槽设置于所述外凸部和所述内凸部中间，所述底部凹槽与所述承载座外周面相接触。
在本实用新型的一个实施例中，所述顶部凹槽有平边部分和弧形部分，所述顶部凹槽的形状相同于所述晶圆形状，所述顶部凹槽的深度大于或等于所述晶圆的厚度，所述顶部凹槽与所述晶圆直接接触，以固定所述晶圆。
在本实用新型的一个实施例中，所述缺口的形状为长方形、平行四边形或阶梯形。
本实用新型通过增加缺口设计，让气流可以在整个支撑环内均匀分布，可以有效改善外延后晶圆的厚度、浓度的均匀性，从而提高外延片的质量，还可以降低因反应物沉积过厚而导致卡片和晶圆破裂的问题。
当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。不仅如此，本方案中的一种设备，并非仅仅是单个孤立的装置，也可以是多个装置的组合。
凡是将在晶圆的外延薄膜装置中增加缺口设计且具有改善晶圆表面气流分布的装置，凡是以此类构造、特征及原理等效变化均应包含本属于本方案的范围。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种晶圆外延薄膜装置的结构示意图。
图2a为一种晶圆外延薄膜装置的支撑环的仰视图。
图2b为一种晶圆外延薄膜装置的承载座的仰视图。
图3为一种晶圆外延薄膜装置的截面图。
图4为支撑环的一实施例的俯视图。
图5为支撑环的又一实施例的俯视图。
图6为支撑环的又一实施例的俯视图。
图7为支撑环的又一实施例的俯视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-承载座
2-内凹槽
3-支撑环
31-外凸部
32-底部凹槽
33-内凸部
34-顶部凹槽
4-缺口
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1、2和3，图1为一种晶圆外延薄膜装置的结构示意图，图2a为一种晶圆外延薄膜装置的支撑环的仰视图，图2b为一种晶圆外延薄膜装置的承载座的仰视图，图3为一种晶圆外延薄膜装置的截面图。此晶圆外延薄膜装置可包括：承载座1、内凹槽2、支撑环3和缺口4。在一实施例中，承载座1和支撑环3可由石墨材料制成，CVD过程中，外延薄膜装置需与晶圆一同进入高温反应腔内，而石墨是一种耐高温、纯度高、导热率高的材料，用石墨制成的外延薄膜装置，可在高温高压环境下依旧保持不变形。
请参阅图1～3，承载座1的具体形状不加以限制，在一些实施例中，承载座1可为圆柱状，也可为椭圆柱状，也可为圆台状。在一实施例中，承载座1表面可设一内凹槽2，内凹槽2的形状不加以具体限制，在一些实施例中，内凹槽2可为圆形，也可为长方形，也可以菱形。在一实施例中，支撑环3可通过内凹槽2套设在承载座1上，承载座1起到承载和固定支撑环3及所述晶圆的作用。
请参阅图1～3，在一实施例中，支撑环3可为圆环状。在一实施例中，支撑环3可设有底部凹槽32和顶部凹槽34，底部凹槽32是设在靠近支撑环3底部的一端，顶部凹槽34是设在靠近支撑环3底部的另一端。在一实施例中，顶部凹槽34有平边部分和弧形部分，顶部凹槽34的形状相同于所述晶圆的形状，顶部凹槽34与所述晶圆直接接触，顶部凹槽34的平边部分与所述晶圆的平边重合。在一实施例中，顶部凹槽34的深度小于或等于所述晶圆的厚度，以固定所述晶圆，防止晶圆在高速旋转时被甩飞出去。
请参阅图1～3，在一实施例中，支撑环3还可设有外凸部31和内凸部33，外凸部31和内凸部33是设置在靠近支撑环3底部的一端，底部凹槽32设置在外凸部31和内凸部33之间。在一实施例中，外凸部31的形状可为圆环形。内凸部33的具体形状不加以限制，在一实施例中，内凸部33的形状可设为圆形，也可设为长方形，也可以设为菱形，内凸部33的形状与内凹槽2的形状相同。在一实施例中，内凸部33的凸起高度小于或等于内凹槽2的深度，内凸部33的宽度小于或等于内凹槽2的宽度，支撑环3可通过底部的内凸部33卡在内凹槽2中而套设于承载座1外圆周。
请参阅图1～3，在一实施例中，底部凹槽32的具体形状不加以限制，在一实施例中，底部凹槽32的形状可设为圆环形。在一实施例中，底部凹槽32的深度小于或等于承载座1的高度，底部凹槽32的内壁与承载座1的外圆周直接接触。
请参阅图1～3，在一实施例中，支撑环3可开设至少一缺口4。缺口4的具体截面形状不加以限制，可为长方形，也可为平行四边形，也可为阶梯形。在CVD过程中，反应腔中的气流流经缺口4到达所述晶圆表面时，可让气流在所述晶圆表面均匀分布，改善外延层厚度、浓度不均匀的问题，从而提高外延片的质量，也可减少反应物在外延薄膜装置表面沉积过厚导致卡片、晶圆破裂的现象。
请参阅图4，图4为支撑环3的一实施例的俯视图。缺口4位于支撑环3的平边部分，缺口4为长方形，缺口4的方向与支撑环3的对称轴平行。
请参阅图5，图5为支撑环3的又一实施例的俯视图。缺口4位于支撑环3的平边部分，缺口4为平行四边形，缺口4的方向与支撑环3的对称轴倾斜相交，倾斜的角度为0-90度。缺口4倾斜一定角度，可减小反应腔中流经所述晶圆表面的气流的流量，防止晶圆被吹飞。
请参阅图6，图6为支撑环3的又一实施例的俯视图。缺口4为阶梯形，缺口4的方向与与支撑环3的对称轴先平行再垂直再平行，缺口4多次弯折，可减小反应腔中流经所述晶圆表面的气流的流量，防止晶圆被吹飞。
请参阅图7，图7为支撑环3的又一实施例的俯视图。缺口4位于支撑环3的弧边位置，缺口4的方向指向支撑环3的圆心，此时，缺口4的长度最小，不仅能让气流在所述晶圆表面均匀分布，而且有利于配件的打磨，支撑环3上的沉积物也会减少。
综上所述，本实用新型提出了一种晶圆外延薄膜装置，通过在支撑环上设置一定空隙，让气流可以在整个支撑环内均匀分布，可以有效改善外延后晶圆的厚度、浓度的均匀性，从而提高外延片的质量，还可以降低因反应物沉积过厚而导致卡片和晶圆破裂的问题。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。
Claims (11)
1.一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，至少包括：
承载座，设有一内凹槽；
支撑环，设有至少一缺口；
其中，所述支撑环还设有底部凹槽和顶部凹槽，所述底部凹槽是设置在靠近支撑环底部的一端，所述顶部凹槽是设置在靠近支撑环底部的另一端，以承载所述晶圆；
其中，所述支撑环通过所述内凹槽套设于所述承载座上。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述支撑环还设有外凸部和内凸部，所述外凸部和内凸部是设置在靠近支撑环底部的一端。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述外凸部为圆环形。
4.根据权利要求2所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述内凸部为圆形、长方形或菱形。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述承载座为圆柱形。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述内凹槽为圆形、长方形或菱形。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述支撑环为圆环形。
8.根据权利要求1所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述底部凹槽为圆环形。
9.根据权利要求2所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述底部凹槽设置于所述外凸部和所述内凸部中间。
10.根据权利要求1所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述顶部凹槽的形状相同于所述晶圆，所述顶部凹槽与所述晶圆直接接触，以固定所述晶圆。
11.根据权利要求1所述的一种晶圆外延薄膜装置，其特征在于，所述缺口的截面形状为长方形、平行四边形或阶梯形。
Priority Applications (1)
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| CN202122986623.9U CN216688313U (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种晶圆外延薄膜装置 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN216688313U true CN216688313U (zh) | 2022-06-07 |
Family
ID=81837057
Family Applications (1)
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| CN202122986623.9U Active CN216688313U (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种晶圆外延薄膜装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN216688313U (zh) |
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2021
- 2021-11-30 CN CN202122986623.9U patent/CN216688313U/zh active Active
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