[發明專利]用于提升SIC外延片質量的衛星盤結構以及SiC外延生長設備

在審

• 申請號: 202310128844.3
• 申請日: 2023-02-01
• 公開（公告）號: CN116145259A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 李京波;汪禹;錢昊;王小周
• 申請（專利權）人: 浙江芯科半導體有限公司
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B25/12;C30B23/02
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 朱林軍

本申請公開了用于提升SIC外延片質量的衛星盤結構以及SiC外延生長設備，其中，衛星盤結構包括：多個衛星盤盤體，各衛星盤盤體分別轉動安裝在石磨盤對應的柱形槽上，衛星盤盤體上具有安裝槽；均熱密封片，滑動密封設置在衛星盤盤體的安裝槽內，均熱密封片和安裝槽之間形成氣腔，均熱密封片具有容納SiC外延片的生長槽，生長槽具有向中間凹陷的凹陷底壁；多根氣管，各氣管的一端分別與對應的氣腔連通，氣管通過向氣腔內充氣或吸氣來控制均熱密封片在安裝槽內的高度。本申請通過改變氣腔的體積，來實現精細控制每一片SIC外延片的溫度，提高SIC外延片之間的溫度均勻性，達到提升良率的目標。

技術領域

本發明涉及半導體設備領域，具體涉及用于提升SIC外延片質量的衛星盤結構以及SiC外延生長設備。

背景技術

新一代寬禁帶SiC功率半導體制造的關鍵技術是大面積、高質量SiC(碳化硅)的外延生長，高質量外延片的大小決定了產業化制造的最小尺寸，大面積、高質量SiC外延是目前SiC外延技術的主流與發展方向之一。

國際上的三家主要SiC外延設備供應商分別是德國Aixtron公司、意大利LPE公司和日本TEL公司。SiC半導體主要用于制造高壓功率器件，因而需要生長SiC厚膜，具有“熱壁”結構的生長室的SiC外延設備是6英寸高質量SiC外延晶片材料生長的主要設備。

雖然6英寸單片SiC外延生長系統可以獲得較低的表面粗糙度、較高的載流子壽命的SiC厚外延層材料，但其產能比較有限。為了批量制造能力，需要增加更多的單片SiC外延設備機臺數量，從而造成制造成本大幅度增加。因此，商用3片6英寸SiC外延生長設備，在提高產能方面擁有極大的優勢。

然而，日本TEL公司提供的3片6英寸SiC外延生長設備存在一個最大的弱點，即3片6英寸SiC晶片沒有自旋轉功能，只有主盤能夠旋轉。但是，由于在工業、新能源、軌道交通、電網等領域對于高壓、超高壓SiC功率器件的一致性常常有非常高的要求，這就使得用于器件制造的SiC外延材料具有非常高的均勻性；不但要求片內具有較高的均勻性(厚度與摻雜濃度等)，而且也要求片間具有較高的均勻性。

發明內容

本發明針對上述問題，克服至少一個不足，提出了用于提升SIC外延片質量的衛星盤結構以及SiC外延生長設備。

本發明采取的技術方案如下：

一種用于提升SIC外延片質量的衛星盤結構，設置在石墨盤上，所述石磨盤上具有多個柱形槽，用于提升SIC外延片質量的衛星盤結構包括：

多個衛星盤盤體，各衛星盤盤體分別轉動安裝在石磨盤對應的柱形槽上，所述衛星盤盤體上具有安裝槽；

均熱密封片，滑動密封設置在所述衛星盤盤體的安裝槽內，均熱密封片和安裝槽之間形成氣腔，所述均熱密封片具有容納SiC外延片的生長槽，所述生長槽具有向中間凹陷的凹陷底壁；

多根氣管，各氣管的一端分別與對應的氣腔連通，所述氣管通過向氣腔內充氣或吸氣來控制所述均熱密封片在安裝槽內的高度。

本申請通過氣管的充氣或吸氣能夠改變氣腔的體積，進而控制不同均熱密封片在安裝槽內的高度，實現均熱密封片與加熱裝置的加熱距離的微調控制，實現精細控制每一片SIC外延片的溫度，提高SIC外延片之間的溫度均勻性，達到提升良率的目標。本申請均熱密封片的生長槽具有凹陷底壁，在SiC外延片受熱彎曲后和凹槽能比較好的接觸，能夠使片內的溫度分布均勻。

于本發明其中一實施例中，還包括中空的支撐柱，所述中空的支撐柱設置在石墨盤的柱形槽的底部中央，所述衛星盤盤體的底部具有與所述支撐柱配合的轉動槽，轉動槽底壁具有與氣腔連通的貫穿孔，所述氣管的一端伸入所述中空的支撐柱，與所述貫穿孔相對應。