[實用新型]一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體

有效

• 申請號: 201821123735.3
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN208532927U
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 武良文
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體。翹曲使得晶圓片的中心位置比邊緣位置更靠近加熱的石墨盤表面，從而造成晶圓片中心位置的溫度高于邊緣位置，進而影響外延薄膜的均勻性，降低產品良率，現有MOCVD設備暫無有效構造來避免大尺寸晶圓片的熱應力翹曲問題。本實用新型公開了一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體，其中：所述反應室為具有側壁的密閉腔，所述反應室頂部設置有進氣裝置，所述進氣裝置包含有氣體進氣道和下底面。本實用新型的優點在于：采用在反應腔體表面鍍有高反射膜或作表面拋光處理的方式，使晶圓片上表面接收到反應室側壁表面和進氣裝置表面反射回的熱輻射，降低晶圓片中心位置和邊緣位置的溫度差異，從而提高產品良率。

技術領域

本實用新型涉及金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）技術領域，尤其涉及一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體。

背景技術

MOCVD（金屬有機化合物化學氣相沉積）是通過將氣態反應物種傳輸至襯底表面，并以熱分解的方式在襯底上進行氣相外延的技術。MOCVD技術是外延生長發光二極管、激光二極管、光學傳感器、場效應晶體管等半導體器件薄膜材料的重要手段。隨著半導體加工技術的發展和成本的考量，對應晶圓片直徑由傳統的2寸逐漸過渡至4寸和6寸，甚至8寸的大小。從而對MOCVD外延生長時控制整個晶圓片的溫度均勻性提出了更為嚴峻的挑戰。

現主流使用的MOCVD設備為垂直式結構，氣態反應物種III族氣體和V族氣體及其載氣從上方進氣裝置進入反應室，到達放置在承載盤上的晶圓片襯底表面，承載盤下方為加熱裝置，將晶圓片襯底加熱至氣態反應物種所需熱分解溫度（500-1400^oC），反應完成后的副產物從承載盤外圍通過抽氣泵抽出。

在外延薄膜生長過程中的晶體質量、外觀缺陷、摻雜物種的摻雜濃度等都與表面溫度直接相關。由于在外延薄膜生長的高溫環境下，襯底的上下表面具有溫度差異，從而造成晶圓片的熱應力翹曲。翹曲使得晶圓片的中心位置比邊緣位置更靠近加熱的石墨盤表面，從而造成晶圓片中心位置的溫度高于邊緣位置，進而影響外延薄膜的均勻性，降低產品良率。并且隨著晶圓片直徑的增大，晶圓片中心位置和邊緣位置的溫度差異增大，對產品良率的影響更加顯著?，F有MOCVD設備暫無有效構造來避免大尺寸晶圓片的熱應力翹曲問題。

實用新型內容

（一）解決的技術問題

針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體，解決MOCVD反應過程中晶圓片的熱應力翹曲問題，從而提高產品良率。

（二）技術方案

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體，包括反應室、進氣裝置、晶圓片、托盤、加熱裝置、排氣裝置；其中：所述反應室為具有側壁的密閉腔，所述反應室頂部設置有進氣裝置，所述進氣裝置包含有氣體進氣道和下底面，反應氣體和載氣由進氣道進入所述反應室中，反應室內設置有托盤，托盤的中心區域直接由轉軸支撐，托盤上有放置晶圓片的凹槽，晶圓片放置于凹槽中，托盤下方設置有加熱裝置，用于加熱晶圓片達到所需溫度，所述反應室側壁表面和所述進氣裝置表面鍍有高反射膜或作表面拋光處理，以將底部加熱裝置加熱的熱輻射反射回托盤和晶圓片表面。

一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體，其中：所述高反射膜可以是且不僅限于金屬鍍膜、無機鍍膜或復合材料鍍膜等的一種或多種組合。

一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體，其中：所述高反射膜為金屬Ag薄層，所述高反射膜的鍍膜方式為真空熱蒸發沉積，所述高反射膜厚度為100-2000nm。

一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體，其中：所述表面拋光處理可以是部分表面或全部表面拋光的工藝處理，所述表面拋光處理采用物理或化學拋光方式。

一種防止晶圓片襯底翹曲的反應腔體，其中：所述反應室側壁表面和所述進氣裝置表面經過拋光處理后的表面粗糙度介于0.01um-1um之間。