[實用新型]晶片載體

有效

• 申請號: 201520873877.1
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN205335232U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 桑迪普·克利希南;拉格胡·穆爾坎納亞
• 申請（專利權）人: 維易科儀器有限公司
• 主分類號: H01L21/673
• 分類號: H01L21/673
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

技術領域

本實用新型總體涉及半導體制造技術，并且尤其涉及化學氣相沉積(CVD)工藝及相關設備，用于在工藝期間保持半導體晶片。

背景技術

在發光二極管(LED)和諸如激光二極管、光探測器和場效應晶體管的其它高性能器件的制造中，典型地使用化學氣相沉積(CVD)工藝在藍寶石或硅襯底之上使用諸如氮化鎵的材料來生長薄膜堆疊結構。CVD工具包括處理腔，該處理腔是密封環境以允許注入的氣體在襯底(通常為晶片的形式)上反應以生長薄膜層。這種制造設備的現行生產線的實例是由Plainview，NewYork的VeecoInstrumentsInc.制造的和金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)系統的EPIK系列。

控制諸如溫度、壓強和氣體流速的一些工藝參數以獲得所希望的晶體生長。使用不同的材料和工藝參數來生長不同層。例如，典型地，由諸如III-V族半導體的化合物半導體形成的器件是通過使用MOCVD生長連續的該化合物半導體層而形成的。在本工藝中，晶片被暴露于氣體的組合中，典型地，該氣體包括作為III族金屬的源的金屬有機化合物，并且還包括當晶片保持在升高的溫度下時在晶片表面上流動的V族元素的源。通常，金屬有機化合物和V族源與明顯不參與反應的載氣組合，該載氣例如是氮氣。III-V族半導體的一個實例是氮化鎵，可以在例如藍寶石晶片的具有合適的晶格間隙的襯底上通過有機鎵化合物和氨氣的反應形成氮化鎵。在沉積氮化鎵和相關化合物期間一般將該晶片保持在大約1000-1100℃的溫度下。

在通過襯底表面上的化學反應而發生晶體生長的MOCVD工藝中，必須特別小心地控制工藝參數以確保在所要求的條件下進行該化學反應。在工藝條件中即使小的變化也可能不利地影響器件質量和生產良率。例如，如果沉積氮化鎵銦層(galliumandindiumlayer)，晶片表面溫度的變化將會引起所沉積的層的成分和帶隙的變化。因為銦具有相對高的蒸氣壓，在表面溫度較高的晶片區域中所沉積的層將會具有較低的銦比例和較大的帶隙。如果所沉積的層是有源層，LED結構的發光層，那么由該晶片形成的LED的輻射波長也將會變至不可接受的程度。

在MOCVD處理腔中，在其上生長薄膜層的半導體晶片設置于被稱作晶片載體的快速旋轉的圓盤傳送帶(carousel)上，以在反應腔之內使它們的表面均勻暴露于氣氛中用以沉積半導體材料。轉速是大約1000RPM。該晶片載體典型地是由諸如石墨的高導熱材料機械加工出來的，并且經常涂覆有諸如碳化硅材料的保護層。每個晶片載體具有一組圓形凹部(indentation)，或凹穴(pocket)，在其頂表面中放置有單個的晶片。典型地，晶片被支撐為與每個凹穴的底部表面成間隔關系以允許在該晶片的邊緣周圍流動氣體。在U.S.專利申請公開No.2012/0040097、U.S.專利No.8092599、U.S.專利No.8021487、U.S.專利申請公開No.2007/0186853、U.S.專利No.6902623、U.S.專利No.6506252和U.S.專利No.6492625中描述了有關技術的一些實例，通過引用將其公開內容合并于此。

在反應腔之內在軸(spindle)上支撐該晶片載體使得具有晶片的暴露表面的晶片載體的頂表面向上朝向氣體分配裝置。當該軸旋轉時，該氣體被向下引導到該晶片載體的頂表面上并且經過該頂表面流向該晶片載體的外周。通過設置在該晶片載體下方的端口從反應腔中排出所使用的氣體。通過加熱元件將該晶片載體保持在所希望的升高的溫度下，該加熱元件典型地是設置在該晶片載體的底表面之下的電阻加熱元件。將這些加熱元件保持在該晶片表面的所希望的溫度之上的溫度下，然而典型地將該氣體分配裝置保持在剛好在所希望的反應溫度之下的溫度下以防止氣體過早反應。因而，熱量從該加熱元件向該晶片載體的底表面傳輸并向上通過晶片載體流向單個晶片。