[發明專利]外延晶片生長裝置

在審

• 申請號: 201480064479.3
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN105765113A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 姜侑振
• 申請（專利權）人: LG矽得榮株式會社
• 主分類號: C30B23/02
• 分類號: C30B23/02
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 呂艷英;張穎玲

技術領域

本發明涉及一種外延生長裝置，并且更具體地，涉及一種在晶片上生長單晶硅外延薄層的外延生長裝置。

背景技術

外延硅晶片是指在鏡狀拋光的硅晶片上生長的單晶硅外延薄層。對于外延硅晶片的形成，將鏡狀拋光的硅晶片安裝在外延反應器中的基座上，并且隨后，將源氣體從反應器的一側端供應至另一側端。從而，該氣體與晶片反應以在所述晶片的表面上形成生長的外延層。

圖1示出了常規外延反應器的橫截面圖。參照圖1，下部襯墊102布置在反應容器101的外周面上，基座105布置在反應容器101內并且以對稱的方式與下部襯墊102相鄰。基座105允許在其上安裝晶片W。為此，基座105由基座支架106來支撐。在反應容器101的一個側端，布置有氣體入口103以接受來自氣體供應源的源氣體，隨后將其供應至基座105上的晶片W的表面上。在反應容器101的另一側端，布置有氣體出口104以經由晶片接收氣體，并且將該氣體排放至容器外部。

在下部襯墊102的內周面上，布置有預熱環108以能夠朝向晶片形成均勻的熱傳輸。預熱環108布置為與基座105共面，并且環繞該基座105。

預熱環108以安置在下部襯墊102上的板狀環來實施。因此，預熱環108由于高溫帶來的熱膨脹，和/或在外延沉積過程中發生的震動可能發生變形和/或移動。

圖2示出了現有技術的俯視圖，其中，基座和預熱環之間存在接觸。參照圖2，當預熱環108由于變形或移動而與基座105部分接觸時，可能影響在基座105上的晶片上以及沿基座105上的晶片的氣流。因此，這可能導致沉積晶片(特別是在晶片的邊緣處)具有不均勻的沉積厚度。

此外，當預熱環108在與下部襯墊102接觸的狀態下變形或移動時，在下部襯墊102與環108之間可能存在摩擦。這可能導致產生顆粒物。這種顆粒物可能污染反應容器101中的反應氣體而劣化所得到的外延晶片的質量。

此外，預熱環108與基座105之間的摩擦可能使碳化硅(SiC)涂層從基座105上脫落，和/或該涂層覆蓋的金屬從基座105去除而在反應容器中形成金屬顆粒物。這可進一步污染反應容器101中的反應氣體。這可劣化所得到的外延晶片的質量，并且因此降低外延晶片的產率。

發明內容

出于以上考量，本發明提供了用于將預熱環固定至下部襯墊的方法，從而在熱外延沉積過程中，實現所述預熱環與所述基座之間具有均勻的間隔。

本發明提供了一種方法，所述方法能夠降低所述預熱環和所述下部襯墊之間的接觸面積，同時能夠使所述預熱環和所述基座之間保持均勻的間隔。

技術方案

在本發明的一個方面，提供了一種利用工藝氣流在晶片上生長外延層的外延晶片生長裝置，該裝置包括：反應腔，在所述反應腔中，存在所述工藝氣流；上部襯墊和下部襯墊，每個襯墊均環繞所述反應腔的側面；基座，與所述反應腔同心布置且同心布置在所述反應腔中，所述基座配置用于支撐在其上的所述晶片；預熱環，所述預熱環安置在所述下部襯墊的頂面上，所述預熱環與所述基座共面，并且所述預熱環與所述基座隔開；以及至少一個突出部，所述至少一個突出部從所述預熱環向下延伸，其中，所述突出部與所述下部襯墊的圓周側表面具有圓周接觸面，其中，所述突出部配置用于將所述預熱環固定至所述下部襯墊，以使所述預熱環與所述基座之間沿所述預熱環保持均勻的間隔。

技術效果

本發明的外延生長裝置包括：固定構件，配置用于將所述預熱環固定至所述下部襯墊，從而抑制所述預熱環的水平變形和/或移動。這可使得能夠在晶片表面上且沿晶片表面得到均勻的氣流速率，因此，特別在晶片的邊緣中得到均勻的外延層厚。這可使所得到的晶片具有更好的平整度，從而具有更好的半導體器件產率。

此外，根據本發明，可降低由所述預熱環和下部襯墊之間的摩擦而導致的顆粒物產生，從而抑制所得到生長的外延晶片的污染。

此外，根據本發明，可抑制所述預熱環和基座之間的接觸，從而使由于預熱環與基座之間的摩擦而使基座的涂層脫落所導致的顆粒物產生最小化。這可使得所得到的外延晶片具有均勻的質量。

附圖說明

圖1示出了常規外延反應器的橫截面圖。

圖2示出了基座與預熱環之間存在接觸的現有技術的俯視圖。

圖3示出了根據本發明的一個實施方式的外延生長裝置200的橫截面圖。

圖4示出了根據本發明的一個實施方式的預熱環的橫截面圖。

圖5示出了根據本發明的一個實施方式的預熱環的仰視圖。