[發明專利]用于LED外延晶圓制程的石墨承載盤有效

申請號：	201410281863.0	申請日：	2014-06-23
公開（公告）號：	CN104047051A	公開（公告）日：	2014-09-17
發明（設計）人：	鄭錦堅;周啟倫;尋飛林;伍明躍;鄧和清;李志明;李水清	申請（專利權）人：	廈門市三安光電科技有限公司
主分類號：	C30B25/12	分類號：	C30B25/12
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地址：	361009 福建省廈***	國省代碼：	福建;35
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于 led 外延晶圓制程石墨承載
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，尤其涉及一種LED外延晶圓制程中使用的石墨承載盤。

背景技術

發光二極管（英文為Light?Emitting?Diode，簡稱LED）是一種固態半導體二極管發光器件，被廣泛用于指示燈、顯示屏等照明領域。

目前，LED外延（英文為Epitaxy）晶圓多是通過金屬有機化合物化學氣相沉淀（英文為Metal-organic?Chemical?Vapor?Deposition，簡稱MOCVD）獲得，其制程一般為：將外延晶圓襯底（如藍寶石襯底）放入石墨承載盤（英文為Wafer?carrier）的凹槽上，連同石墨承載盤一起被傳入MOCVD反應室內，襯底連同石墨承載盤被一起加熱到高溫1000℃左右，反應室內通入有機金屬化合物和五族氣體，高溫裂解后在晶圓襯底上重新聚合形成LED外延層。

圖1展示了傳統的LED外延制程用石墨承載盤俯視圖，其上分布為若干個設置在承載盤上方的晶圓凹槽1（英文可稱之為Pocket?Profile），用于置放外延晶圓襯底。目前，LED石墨承載盤的晶圓凹槽1的設計主要有三種類型：平盤（Flat盤），臺階狀邊緣盤（Rim盤）和突起狀邊緣盤（Tab盤）。

采用上述傳統石墨承載盤的外延晶圓制程，以氮化鎵基LED為例，普遍存在以下問題：（1）由于生長在藍寶石襯底上的LED晶圓存在較大的晶格失配和熱失配，較大尺寸（如4寸以上）的藍寶石襯底在外延制程中會出現嚴重的翹曲現象，導致襯底平邊位置懸空，使得平邊區域溫度偏低，加上氣流擾動嚴重，容易引起平邊波長偏長、波長均勻性差、表面缺陷密度高等問題；（2）在MOCVD反應室內，由于石墨承載盤在生長過程中高速旋轉（轉速500~1200RPM），加上離心力作用，石墨承載盤凹槽上的襯底一邊會緊靠著石墨承載盤，從而引起邊緣局部區域溫度偏高，波長偏短甚至不發光，導致波長均勻性差、表面良率低、芯片良率低等問題（如圖2所示）。

發明內容

????為解決以上現有技術不足，本發明提供一種LED外延晶圓制程的石墨承載盤，其用于外延生長的LED晶圓，具有整體良率高，波長均勻性好的優點。

本發明的技術方案為：用于LED外延晶圓制程的石墨承載盤，包括若干個設置在承載盤上方的晶圓凹槽，用于置放外延晶圓襯底，所述晶圓凹槽的內側邊緣設置有一擋板結構，且所述擋板與晶圓襯底成互補關系，二者以擋板、晶圓襯底的平邊為重合邊構成大致圓形。

晶圓凹槽設置在承載盤上方，用于置放外延晶圓襯底，還包括石墨承載盤的邊緣以及設置在石墨承載盤中心的軸孔。根據不同工藝參數的需要，可設置不同數量及不同尺寸的凹槽。

進一步地，根據本發明，優選的是：所述擋板的形狀為月牙形或扇形。

進一步地，根據本發明，優選的是：所述擋板與晶圓襯底互補形成的圓形，其直徑與晶圓襯底的直徑相同。

進一步地，根據本發明，優選的是：所述擋板遠離石墨承載盤中心，且所述擋板平邊中點與石墨承載盤中心的連線與平邊呈垂直關系。

進一步地，根據本發明，優選的是：所述擋板的形成方式可與晶圓凹槽一體成型，或是在形成晶圓凹槽后采用填充方式成型。

進一步地，根據本發明，優選的是：所述填充材料為導熱系數比石墨承載盤高的高導熱材料。

?進一步地，根據本發明，優選的是：所述高導熱材料為石墨烯或碳化硅或鈦金屬或鎢金屬或前述任意組合。

進一步地，根據本發明，優選的是：所述擋板的高度低于或者等于晶圓凹槽內側邊緣的高度。

進一步地，根據本發明，優選的是：所述擋板的高度低于晶圓凹槽內側邊緣高度差值為0.03mm～0.5mm，更優選為0.3mm。