[發(fā)明專利]通過加熱襯底生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件的制造設(shè)備和制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810160808.0
• 申請日: 2008-09-16
• 公開（公告）號: CN101388330A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 上野昌紀(jì);上田登志雄;渡邊容子
• 申請（專利權(quán)）人: 住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/687;H01L21/20;H01L33/00;C30B25/12;C30B25/10;C23C16/458;C23C16/46
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 孫志湧;穆德駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造設(shè)備和制造方法，具體地，涉及一種通過加熱襯底生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件的制造設(shè)備和制造方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件諸如光學(xué)器件和電子器件的制造中，半導(dǎo)體襯底通常在室(反應(yīng)室)中被加熱，隨后在加熱的過程中執(zhí)行各種化學(xué)和物理加工。例如，通過將材料氣供應(yīng)進(jìn)入室內(nèi)并基于材料氣的組分在受熱的襯底上外延地生長膜，來進(jìn)行在襯底上外延膜的形成。在這種情況下，為了在襯底上均勻地生長高品質(zhì)的膜，減少室中的襯底的溫度分布是很重要的。換言之，除了提高產(chǎn)率之外，使襯底的溫度分布均勻?qū)τ诒ＷC半導(dǎo)體器件的可靠性和品質(zhì)也是至關(guān)重要的。

傳統(tǒng)地提出了各種方法來使襯底的溫度分布均勻。例如，WO2003/096396公開了通過將襯底懸在位于基座上的具有特定高度的由具有相對低的導(dǎo)熱性的材料制成的支撐結(jié)構(gòu)上，來抑制高溫工藝期間將在襯底上被發(fā)展的溫度梯度的方法。

根據(jù)WO2003/096396中公開的技術(shù)，通過支撐結(jié)構(gòu)的熱通量趨于變得大于通過襯底和基座之間的間隙處氣體的熱通量。因此，襯底的與環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)接觸的區(qū)域的溫度增加。結(jié)果，襯底的溫度將在外部周圍區(qū)域高并且在中間區(qū)域低，這導(dǎo)致了溫度分布容易發(fā)展的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的主要目的在于提供一種半導(dǎo)體器件的允許襯底的均勻的溫度分布的制造設(shè)備和制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造設(shè)備包括夾持襯底的基座。該制造設(shè)備還包括被安排在基座的背側(cè)，與基座夾持襯底所在的一側(cè)相對的用于加熱襯底的加熱器構(gòu)件。此外，制造設(shè)備包括：位于襯底和基座之間的支撐構(gòu)件以及位于基座和支撐構(gòu)件之間的間隔物。支撐構(gòu)件包括支撐襯底的支撐部分。間隔物具有與設(shè)置支撐部分的地方對應(yīng)的、在支撐構(gòu)件的相反面?zhèn)刃纬傻拈_口。

根據(jù)該配置，使襯底只與支撐構(gòu)件的支撐部分接觸，避免了與支撐構(gòu)件的整體接觸。因此，將不發(fā)生在襯底的加熱步驟中引起的襯底和支撐構(gòu)件之間的傳統(tǒng)接觸由于翹曲而集中在一點(diǎn)。此外，由于具有形成的開口的間隔物被采用，因此與沒有形成開口的情況相比，通過熱傳導(dǎo)從基座直接被施加到支撐構(gòu)件的支撐部分的熱量被減少。換言之，來自位于基座背側(cè)的加熱器構(gòu)件的熱將不容易被傳遞到支撐構(gòu)件的支撐部分。結(jié)果，到襯底的與支撐部分接觸的區(qū)域的熱被減少。因此，由于在襯底的與支撐部分接觸的區(qū)域的溫度增加導(dǎo)致的襯底的溫度分布的發(fā)展可以得到抑制。因此，可以使襯底的溫度分布均勻。

在上述的用于半導(dǎo)體器件的制造設(shè)備中，形成在間隔物的開口優(yōu)選地用具有熱導(dǎo)率低于間隔物的熱導(dǎo)率的材料填充。不僅通過借助于在支撐構(gòu)件的支撐部分所位于的地方與基座之間的開口提供的間隙的配置，而且通過用低熱導(dǎo)率的材料填充開口的配置，從位于基座背側(cè)的加熱器構(gòu)件到支撐構(gòu)件的支撐部分的熱傳送可以被減少。因此，由于襯底的與支撐部分接觸的區(qū)域的溫度增加導(dǎo)致的襯底的溫度分布的發(fā)展可以得到抑制。因此，可以使襯底的溫度分布均勻。

優(yōu)選地，支撐部分支撐襯底的外部周圍區(qū)域。雖然由于在向襯底的與支撐部分接觸的區(qū)域的熱傳送上的減少，使襯底的溫度分布均勻，但是在襯底的與支撐部分接觸的區(qū)域發(fā)展微小的溫度梯度。在半導(dǎo)體器件中，襯底的外部周圍區(qū)域通常不用于用作器件。因此，依靠支撐部分在有限寬度的外部周圍區(qū)域支撐襯底的區(qū)域的配置，在襯底與支撐部分接觸的區(qū)域發(fā)展的溫度梯度在器件性能上的影響可以得到抑制。

優(yōu)選地，支撐部分由至少三個(gè)凸起形成。雖然支撐部分可以形成為沿圓周整個(gè)地支撐襯底的外部周圍區(qū)域的環(huán)形形狀，但是襯底和支撐構(gòu)件之間的接觸面積可以通過將支撐部分形成為凸起而被減少。結(jié)果，在襯底的與支撐部分接觸的區(qū)域的溫度增加可以得到抑制，以允許使襯底的溫度分布更均勻。

根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法采用了上述的制造設(shè)備中的任何一種。制造方法包括將襯底裝載到基座的步驟和通過加熱器構(gòu)件加熱襯底的步驟。因此，襯底可以被均勻地加熱。由此，具有通過將原材料提供到被均勻地加熱的襯底的表面來形成均勻性質(zhì)的半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體器件可以被制造。

優(yōu)選地，半導(dǎo)體包括氮化物型化合物半導(dǎo)體。在氮化物型化合物半導(dǎo)體中，形成在襯底表面的外延層的屬性容易受生長溫度的影響。在生長氮化物型化合物半導(dǎo)體的膜時(shí)，通常采用具有熱導(dǎo)率低于氫氣的熱導(dǎo)率的氣體諸如氮?dú)夂桶薄Ｒ虼耍谏L氮化物型化合物半導(dǎo)體膜的環(huán)境中，外延層容易受由通過基座和襯底之間的接觸的熱傳導(dǎo)引起的溫度分布的影響。依靠本發(fā)明的配置，從支撐部分到襯底的熱傳導(dǎo)可以被抑制。因此，在襯底的與支撐部分接觸的區(qū)域的溫度增加可以得到抑制。因此，可以使襯底的溫度分布均勻。