[發(fā)明專利]化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器或外延層生長反應(yīng)器及其支撐裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510488112.0
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN105088186A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹志堯;姜勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/458
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器或外延層生長反應(yīng)器，包括一反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置至少一基片承載架和一用于支撐所述基片承載架的支撐裝置，所述基片承載架包括一第一表面和一第二表面，所述基片承載架的第二表面設(shè)置有至少一個向內(nèi)凹陷的凹進(jìn)部；所述支撐裝置包括：主軸部；與所述主軸部的一端相連接、并沿所述主軸部外圍向外延伸開來的支撐部，所述支撐部包括一支撐面；以及與所述主軸部相連接、并沿著向所述基片承載架的第一表面方向延伸一高度的插接部；所述支撐裝置的插接部可分離地插接于所述凹進(jìn)部內(nèi)，從而使所述基片承載架放置于所述支撐裝置上并由其支撐。本發(fā)明的基片承載架在基片加工過程中能夠?qū)崿F(xiàn)平衡、可靠地旋轉(zhuǎn)。

本案是分案申請

原案發(fā)明名稱：化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器或外延層生長反應(yīng)器及其支撐裝置

原案申請?zhí)枺?0111037577.2

原案申請日：2011年11月23日。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體器件，尤其涉及一種在諸如基片等襯底上生長外延層或進(jìn)行化學(xué)氣相沉積的裝置。

背景技術(shù)

在諸如基片等襯底上生長外延層或進(jìn)行化學(xué)氣相沉積的生產(chǎn)過程中，反應(yīng)器的設(shè)計十分關(guān)鍵。現(xiàn)有技術(shù)中，反應(yīng)器有各種各樣的設(shè)計，包括：水平式反應(yīng)器，該反應(yīng)器中，基片被安裝成與流入的反應(yīng)氣體成一定角度；行星式旋轉(zhuǎn)的水平式反應(yīng)器，該反應(yīng)器中，反應(yīng)氣體水平通過基片；以及垂直式反應(yīng)器，該反應(yīng)器中，當(dāng)反應(yīng)氣體向下注入到基片上時，基片被放置在反應(yīng)腔內(nèi)的基片承載架上并以相對較高的速度旋轉(zhuǎn)。該種高速旋轉(zhuǎn)的垂直式反應(yīng)器為商業(yè)上最重要的MOCVD反應(yīng)器之一。

例如，發(fā)明名稱為“通過化學(xué)汽相沉積在基片上生長外延層的無基座式反應(yīng)器”的中國發(fā)明專利（中國專利號：01822507.1）提出了一種無基座式反應(yīng)器，如圖1所示，其包括反應(yīng)腔、可旋轉(zhuǎn)主軸400、用于加熱基片的加熱裝置140以及用來支撐基片的基片承載架300。主軸400包括頂面481和主軸壁482，基片承載架300包括一中心凹進(jìn)部分390。在將基片承載架300安裝到主軸400時，主軸400被插入中心凹進(jìn)部分390內(nèi)，直到主軸壁482和凹進(jìn)部分390的壁之間緊密配合，產(chǎn)生將基片承載架300保持在沉積位置的摩擦力，亦即，基片承載架300通過摩擦力保持在主軸400的頂端上，并被帶動與主軸400一起旋轉(zhuǎn)。

然而，在實際工藝過程中，前述反應(yīng)器僅僅通過摩擦力很難（例如：因摩擦力不足而產(chǎn)生打滑）將基片承載架300保持在高速旋轉(zhuǎn)的主軸400上并使二者一起旋轉(zhuǎn)，若通過額外設(shè)置的保持裝置解決此不足則會增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度；此外，由于主軸400直徑的局限，在沉積過程中很難保證基片承載架300始終保持平衡，倘若基片承載架300在沉積過程中重心失去平衡，發(fā)生搖擺，使得得到的基片外延層生長不均勻；再者，由于主軸壁482和凹進(jìn)部分390的壁之間緊密配合，在基片加工過程中，通常為高溫環(huán)境，主軸400會產(chǎn)生熱膨脹，且主軸400的熱膨脹系數(shù)高于基片承載架300的熱膨脹系數(shù)，凹進(jìn)部分390將會因主軸400的熱膨脹而被撐壞，最終導(dǎo)致整個基片承載架300裂開；最后，在沉積過程中，主軸400的旋轉(zhuǎn)速度與基片承載架300的轉(zhuǎn)速通常不一致，二者有一定的偏差，這使得不能準(zhǔn)確測量反應(yīng)器內(nèi)基片的位置，進(jìn)而不能準(zhǔn)確測量基片的溫度和進(jìn)一步地控制基片的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種反應(yīng)器，其中基片承載架在基片加工過程中能夠?qū)崿F(xiàn)平衡、可靠地旋轉(zhuǎn)，并且基片承載架不會因支撐裝置受熱膨脹而被撐壞，提高了整個反應(yīng)器的可靠性。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種用于反應(yīng)器內(nèi)的的支撐裝置，該支撐裝置能夠與基片承載架可分離地連接，并且在基片加工過程中，對基片承載架提供平衡、可靠的支撐并帶動基片承載架平衡、可靠地旋轉(zhuǎn)。