CN217628726U - 一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构 - Google Patents
一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构，包括上基座和下基座，上基座的中部设有镂空槽，上托盘承载在镂空槽内、并露出上托盘底面，上托盘的中部设有上托盘镂空槽，上衬底能够承载在上托盘镂空槽上、并露出外延生长表面。本实用新型所提供的外延配件结构可以改善外延颗粒物问题，降低缺陷密度，有利于器件性能的提高；改善外延片背面划伤问题，简化背面磨抛处理工序，提高成品率；还可一炉两片衬底同步外延，提高外延炉产能。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体外延技术领域，特别涉及一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构。
背景技术
第三代半导体具有宽带隙、高饱和电子迁移速率、高热导率、强抗辐射能力和化学稳定性等优势，继第一代半导体硅和第二代半导体砷化镓、磷化铟后被广泛关注，在功率器件、微波射频等领域具有巨大的发展前景。对于终端应用的性能表现，材料质量是十分关键的基础，因此半导体的外延工艺的整个产业链中的重要环节。目前国内产业界普遍应用的碳化硅外延炉是水平热壁结构的单片外延炉，即一次生长一片外延片，衬底被放置在具有卡控凹槽的托盘中，托盘被放置于基座之上，外延过程中基座被旋转气体驱动而匀速旋转。在入片和外延生长过程中，腔室内的颗粒物会掉落到衬底上，引起扩展缺陷，影响器件性能。另外，旋转时外延片与托盘表面易发生相对移动，会在背面产生划痕，影响后续器件工艺的成品率。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构，包括上基座和下基座，所述上基座的中部设有镂空槽，上托盘承载在所述镂空槽内、并露出所述上托盘底面，所述上托盘的中部设有上托盘镂空槽，上衬底能够承载在所述上托盘镂空槽上、并露出外延生长表面。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述上基座的镂空槽侧壁边缘设有凸环结构，所述凸环结构上设有出气孔。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述出气孔的出气方向为水平分量方向与反应仓的气流方向平行，所述出气孔的数量为两个、中心对称且等距设置于所述凸环结构上。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述上托盘镂空槽的边缘设有上衬底定位凹槽。上衬底的边缘能够承载在上衬底定位凹槽上，上衬底的外延生长表面外露出。上衬底定位凹槽的宽度为1-3mm。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述上托盘的底部边缘设有上托盘定位凹槽，所述上托盘定位凹槽上设有导气槽。上托盘定位凹槽架设在凸环结构上，上托盘的边缘与镂空槽侧壁之间具有间隙。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述导气槽的数量为4个、中心对称且等距设置于上托盘定位凹槽中。导气槽的内表面为弧面，内角均为圆角。两个出气孔吹出的气体可以通过导气槽带动上托盘旋转，上托盘旋转过程中能够防止上托盘的划伤。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述上基座的一侧设有开口，所述上托盘能够从所述开口取出或放入所述镂空槽。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述上基座的一侧的开口宽度L1大于所述上托盘的直径L2，所述上托盘的直径L2大于所述凸环结构的外径L3。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述上基座的侧壁与底面之间的夹角a为直角或钝角，钝角的范围为120°-160°。
作为本使用新型用于生长高质量半导体外延片的配件结构的一种改进，所述上基座与所述下基座上下对应，所述上基座连接在上半月加热座的底部，连接区域为单一闭合区域或多个分立的闭合区域，所述下基座连接在下半月加热座的顶部，所述上基座能够盖在所述下基座上，所述下基座上设有下凹槽，所述下凹槽内设有下托盘，所述下托盘的端面设有下托盘凹槽，所述下托盘凹槽内能够容纳下衬底。上基座和下基座上下对应设置，能够同时对上衬底和下衬底进行外延生长。由于上基座盖在下基座上，能够防止腔室内的颗粒物掉落到衬底上。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型所提供的外延配件结构可以改善外延颗粒物问题，降低缺陷密度，有利于器件性能的提高；改善外延片背面划伤问题，简化背面磨抛处理工序，提高成品率；还可一炉两片衬底同步外延，提高外延炉产能。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本实用新型的实施例一剖视图；
图3是本实用新型的实施例一上基座剖视图；
图4是本实用新型的实施例一上基座底部结构示意图；
图5是本实用新型的上托盘剖视图；
图6是本实用新型的上托盘俯视图；
图7是本实用新型的实施例二的上基座底部结构示意图；
图8是本实用新型的实施例三的上基座剖视图；
附图标记为：
100-上半月加热座
200-下半月加热座
300-下基座
400-下托盘
401-下衬底
500-上基座
501-上基座500与上半月加热座100的连接区域
502-凸环结构
503-出气孔
504-上基座侧开口边界
600-上托盘
601-上衬底
602-上衬底定位凹槽
603-上托盘定位凹槽
604-导气槽
L1-上基座侧开口宽度
L2-上托盘600直径
L3-凸环结构502外径
α-上基座500侧壁与下底面夹角
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围内。
实施例一：如图2、图3、图4、图5和图6所示，一种可生长高质量半导体外延片的配件结构，包括上基座500和上托盘600。上基座500设置于上半月加热座100下方并与之连接，连接区域501为单一闭合区域；上基座500中部镂空，并设置有凸环结构502，其外径为L3，可承载上托盘600并露出托盘底面，凸环结构502上表面设置有两个出气孔503，用于排出旋转气体驱动上托盘600旋转，出气孔503的出气方向的水平分量方向与反应仓的气流方向平行，出气孔503数量为两个，中心对称且等距设置于凸环结构502上表面；上基座500侧边开口用以载入和载出上托盘600，开口边界504，开口宽度L1；上基座500侧壁与下底面夹角α为直角。上托盘600中部镂空且表面设有上衬底定位凹槽602，上衬底定位凹槽602的宽度范围为1-3mm，上衬底601置于上衬底定位凹槽602中，上衬底601的外延生长面向下并露出；上托盘600底面设有上托盘定位凹槽603，上托盘定位凹槽603中设有导气槽604，用于配合出气孔503驱动上托盘600旋转，数量为4个，中心对称且等距设置于上托盘定位凹槽603中，导气槽604的内表面为弧面，内角均为圆角；上托盘600的直径为L2。上基座侧开口宽度L1、上托盘600直径L2和凸环结构502外径L3满足L1>L2>L3。
上基座500与下基座300上下对应，上基座500连接在上半月加热座100的底部，下基座300连接在下半月加热座200的顶部，上基座500能够盖在下基座300上，下基座300上设有下凹槽，下凹槽内设有下托盘400，下托盘400的端面设有下托盘凹槽，下托盘凹槽内能够容纳下衬底401。上基座500和下基座300上下对应设置，能够同时对上衬底601和下衬底401进行外延生长。由于上基座500盖在下基座300上，能够防止腔室内的颗粒物掉落到衬底上。
实施例二：如图5、图6和图7所示，一种可生长高质量半导体外延片的配件结构，包括上基座500和上托盘600。上基座500设置于上半月加热座100下方并与之连接，连接区域501为三个分立的闭合区域501-1、501-2和501-3；上基座500中部镂空，并设置有凸环结构502，其外径为L3，可承载上托盘600并露出托盘底面，凸环结构502上表面设置有两个出气孔503，用于排出旋转气体驱动上托盘600旋转，出气孔503的出气方向的水平分量方向与反应仓的气流方向平行，出气孔503数量为两个，中心对称且等距设置于凸环结构502上表面；上基座500侧边开口用以载入和载出上托盘600，开口边界504，开口宽度L1；上基座500侧壁与下底面夹角α为直角。上托盘600中部镂空且表面设有上衬底定位凹槽602，上衬底定位凹槽602的宽度范围为1-3mm，上衬底601置于上衬底定位凹槽602中，上衬底601的外延生长面向下并露出；上托盘600底面设有上托盘定位凹槽603，上托盘定位凹槽603中设有导气槽604，用于配合出气孔503驱动上托盘600旋转，数量为4个，中心对称且等距设置于上托盘定位凹槽603中，导气槽604的内表面为弧面，内角均为圆角；上托盘600的直径为L2。上基座侧开口宽度L1、上托盘600直径L2和凸环结构502外径L3满足L1>L2>L3。
上基座500与下基座300上下对应，上基座500连接在上半月加热座100的底部，下基座300连接在下半月加热座200的顶部，上基座500能够盖在下基座300上，下基座300上设有下凹槽，下凹槽内设有下托盘400，下托盘400的端面设有下托盘凹槽，下托盘凹槽内能够容纳下衬底401。上基座500和下基座300上下对应设置，能够同时对上衬底601和下衬底401进行外延生长。由于上基座500盖在下基座300上，能够防止腔室内的颗粒物掉落到衬底上。
实施例三：如图5、图6和图8所示，一种可生长高质量半导体外延片的配件结构，包括上基座500和上托盘600。上基座500设置于上半月加热座100下方并与之连接，连接区域501为单一闭合区域；上基座500中部镂空，并设置有凸环结构502，其外径为L3，可承载上托盘600并露出托盘底面，凸环结构502上表面设置有两个出气孔503，用于排出旋转气体驱动上托盘600旋转，出气孔503的出气方向的水平分量方向与反应仓的气流方向平行，出气孔503数量为两个，中心对称且等距设置于凸环结构502上表面；上基座500侧边开口用以载入和载出上托盘600，开口边界504，开口宽度L1；上基座500侧壁与下底面夹角α为钝角，范围为120°-160°。上托盘600中部镂空且表面设有上衬底定位凹槽602，上衬底定位凹槽602的宽度范围为1-3mm，上衬底601置于上衬底定位凹槽602中，上衬底601的外延生长面向下并露出；上托盘600底面设有上托盘定位凹槽603，上托盘定位凹槽603中设有导气槽604，用于配合出气孔503驱动上托盘600旋转，数量为4个，中心对称且等距设置于上托盘定位凹槽603中，导气槽604的内表面为弧面，内角均为圆角；上托盘600的直径为L2。上基座的侧开口宽度L1、上托盘600直径L2和凸环结构502外径L3满足L1>L2>L3。
上基座500与下基座300上下对应，上基座500连接在上半月加热座100的底部，下基座300连接在下半月加热座200的顶部，上基座500能够盖在下基座300上，下基座300上设有下凹槽，下凹槽内设有下托盘400，下托盘400的端面设有下托盘凹槽，下托盘凹槽内能够容纳下衬底401。上基座500和下基座300上下对应设置，能够同时对上衬底601和下衬底401进行外延生长。由于上基座500盖在下基座300上，能够防止腔室内的颗粒物掉落到衬底上。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (10)
1.一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，包括上基座和下基座，所述上基座的中部设有镂空槽，上托盘承载在所述镂空槽内、并露出所述上托盘底面，所述上托盘的中部设有上托盘镂空槽，上衬底能够承载在所述上托盘镂空槽上、并露出外延生长表面。
2.根据权利要求1所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述上基座的镂空槽侧壁边缘设有凸环结构，所述凸环结构上设有出气孔。
3.根据权利要求2所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述出气孔的出气方向为水平分量方向与反应仓的气流方向平行，所述出气孔的数量为两个、中心对称且等距设置于所述凸环结构上。
4.根据权利要求1所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述上托盘镂空槽的边缘设有上衬底定位凹槽。
5.根据权利要求1所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述上托盘的底部边缘设有上托盘定位凹槽，所述上托盘定位凹槽上设有导气槽。
6.根据权利要求5所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述导气槽的数量为4个、中心对称且等距设置于上托盘定位凹槽中。
7.根据权利要求2所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述上基座的一侧设有开口，所述上托盘能够从所述开口取出或放入所述镂空槽。
8.根据权利要求7所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述上基座的一侧的开口宽度 L1大于所述上托盘的直径 L2，所述上托盘的直径 L2大于所述凸环结构的外径 L3。
9.根据权利要求1所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述上基座的侧壁与底面之间的夹角a为直角或钝角，钝角的范围为120°-160°。
10.根据权利要求1所述的用于生长高质量半导体外延片的配件结构，其特征在于，所述上基座与所述下基座上下对应，所述上基座连接在上半月加热座的底部，连接区域为单一闭合区域或多个分立的闭合区域，所述下基座连接在下半月加热座的顶部，所述上基座能够盖在所述下基座上，所述下基座上设有下凹槽，所述下凹槽内设有下托盘，所述下托盘的端面设有下托盘凹槽，所述下托盘凹槽内能够容纳下衬底。
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| CN202221602761.0U CN217628726U (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构 |
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Publications (1)
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| CN217628726U true CN217628726U (zh) | 2022-10-21 |
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Family Applications (1)
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| CN202221602761.0U Active CN217628726U (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 一种用于生长高质量半导体外延片的配件结构 |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |