[實(shí)用新型]一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202320519270.8
• 申請(qǐng)日: 2023-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN219449958U
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙旭熠;許東;王瑋竹;尚金銘;唐天義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海新微半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): C30B25/12
• 分類號(hào): C30B25/12;C30B23/02;H01L21/687
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本實(shí)用新型提供一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板，將晶圓襯底通過(guò)卡槽固定，可以縮小晶圓襯底與襯底托板的接觸面積，從而擴(kuò)大了分子束外延工藝過(guò)程中晶圓襯底的可利用面積，還可以提升外延生長(zhǎng)過(guò)程中，晶圓襯底邊緣的熱均勻性，從而提高晶圓生長(zhǎng)良率；此外，由于組成內(nèi)環(huán)的第一半圓環(huán)與第二半圓環(huán)之間設(shè)置有一定寬度的縫隙，從而可以兼容原始晶圓襯底存在的加工誤差，并能夠進(jìn)一步限制晶圓襯底在生長(zhǎng)過(guò)程中的滑動(dòng)，以減少分子束外延工藝過(guò)程中在晶圓邊緣產(chǎn)生的劃痕和污染，從而提高分子束外延產(chǎn)品的生長(zhǎng)良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板。

背景技術(shù)

分子束外延技術(shù)是一種半導(dǎo)體材料制備工藝，其原理是在超高真空腔體中，把晶體的各個(gè)組分和摻雜的原子(分子)通過(guò)熱蒸發(fā)、裂解，按照一定的比例從束源爐噴射到襯底上進(jìn)行晶體外延生長(zhǎng)制備。在晶體的生長(zhǎng)制備過(guò)程中，襯底通常被放置在具有與襯底大小相對(duì)應(yīng)尺寸的孔及載片臺(tái)階的襯底托板上。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中常用的襯底托板外側(cè)均為具有一定厚度的圓板，且在圓板上開(kāi)出一個(gè)或多個(gè)圓孔，用于放晶圓，其中，每個(gè)圓孔的邊緣都設(shè)計(jì)有兩級(jí)臺(tái)階，使得圓孔從上至下形成三個(gè)從大到小的同心圓，中間層的圓與最下層的圓構(gòu)成水平臺(tái)階面，即為載片臺(tái)階面，最上層的圓與中間層的圓構(gòu)成水平臺(tái)階面即為放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺(tái)階面，而在使用過(guò)程中，晶圓襯底的邊緣部分一般都是落在襯底托板的載片臺(tái)階上的，從而導(dǎo)致在外延邊界區(qū)域大約2mm的區(qū)域范圍未能進(jìn)行生長(zhǎng)，大大浪費(fèi)了晶圓襯底的可使用面積。同時(shí)，由于襯底托板在分子束外延過(guò)程中要始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，但是生產(chǎn)商提供的晶圓襯底的直徑都存在一定的誤差，而這種誤差的存在會(huì)使得直徑偏小的晶圓襯底在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)與托板發(fā)生相對(duì)位移從而在晶圓襯底的邊界處產(chǎn)生劃痕和污染，降低了晶圓生長(zhǎng)的良率。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的襯底托板與晶圓襯底具有較大的接觸面積，且襯底托板與晶圓襯底的物理性質(zhì)有很大的區(qū)別，在晶圓生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)以熱輻射的形式對(duì)襯底托板與晶圓襯底進(jìn)行加熱，使得晶圓襯底的邊緣形成不均勻的溫度梯度，從而嚴(yán)重影響晶圓襯底的邊緣外延晶圓質(zhì)量，尤其是對(duì)生長(zhǎng)溫度比較敏感的外延結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于晶圓襯底與襯底托板的接觸面積過(guò)大，既浪費(fèi)了晶圓襯底的可使用面積，又使得晶圓襯底邊緣會(huì)形成不均勻的溫度梯度而導(dǎo)致的生長(zhǎng)良率低以及由于晶圓襯底誤差的存在導(dǎo)致的在晶圓襯底邊界處產(chǎn)生劃痕和污染的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種分子束外延設(shè)備中的襯底托板，所述襯底托板用于承載并固定晶圓襯底，所述襯底托板包括：

本體，所述本體的形狀為圓環(huán)狀且中間設(shè)有穿透的環(huán)形腔；

內(nèi)環(huán)，所述內(nèi)環(huán)與所述本體同心設(shè)置并卡接在所述環(huán)形腔內(nèi)，所述內(nèi)環(huán)包括第一半圓環(huán)和第二半圓環(huán)，且所述第一半圓環(huán)和所述第二半圓環(huán)的內(nèi)壁中心處均開(kāi)設(shè)有卡槽。

可選地，所述襯底托板還包括支撐件，其中，所述支撐件為所述內(nèi)環(huán)提供支撐且所述支撐件的直徑小于所述本體的直徑。

可選地，所述內(nèi)環(huán)的直徑與所述卡槽的深度之和不小于晶圓襯底的直徑。

可選地，所述本體與所述內(nèi)環(huán)的接觸面為斜面，且所述斜面與水平面之間的夾角度數(shù)為60°～80°。

可選地，所述卡槽為直角向內(nèi)的三角形卡槽，所述三角形卡槽的深度0.1mm～0.3mm。

可選地，所述卡槽為正方形卡槽，所述正方形卡槽的深度為0.1mm～0.3mm。

可選地，所述第一半圓環(huán)和所述第二半圓環(huán)互不接觸且所述第一半圓環(huán)和所述第二半圓環(huán)之間形成有縫隙。

可選地，所述縫隙的大小為0.25mm。

可選地，所述本體與所述內(nèi)環(huán)之間為可拆卸連接。