晶片托盤(pán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及化學(xué)氣相沉積裝置，尤其涉及可應(yīng)用在該沉積裝置中的晶片托盤(pán)。
【背景技術(shù)】
[0002]許多半導(dǎo)體器件通過(guò)在襯底上外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體材料形成。該襯底通常為圓片形式的結(jié)晶材料，通常稱(chēng)作“晶片”。例如，由諸如II1-V族半導(dǎo)體的化合物半導(dǎo)體形成的器件通常通過(guò)采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)來(lái)生長(zhǎng)化合物半導(dǎo)體連續(xù)層而形成。在該工藝中，晶片暴露于氣體組合物中，通常包括金屬有機(jī)化合物以及V族元素源，該氣體組合物在晶片被保持在升高溫度的同時(shí)從晶片的表面流過(guò)。II1-V族半導(dǎo)體的一個(gè)實(shí)例是氮化鎵，其可以通過(guò)具有適宜的晶格間距的襯底上的有機(jī)金屬鎵化合物與氨的反應(yīng)而形成為例如藍(lán)寶石晶片。通常，在氮化鎵及類(lèi)似化合物的沉積期間，晶片被保持在大約500-1100°C的溫度。
[0003]復(fù)合器件可以在略有不同的反應(yīng)條件下通過(guò)在晶片的表面上沉積連續(xù)多個(gè)層來(lái)制造，作為例子，可添加其他III族或V族元素來(lái)相應(yīng)地改變半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)和帶隙。例如，在氮化鎵基半導(dǎo)體中，可使用不同比例的銦、鋁或兩者來(lái)改變半導(dǎo)體的帶隙。而且，可加入P型或η型摻雜劑來(lái)控制每一層的電導(dǎo)率。在所有半導(dǎo)體層已經(jīng)形成后，且通常在適當(dāng)?shù)碾娊佑|已經(jīng)應(yīng)用后，晶片被切割成獨(dú)立器件。諸如發(fā)光二極管(LED)、激光器以及其他電子和光電子器件均可以通過(guò)這種方式制造。
[0004]在典型的化學(xué)氣相沉積工藝中，多個(gè)晶片被保持在通常稱(chēng)為晶片托盤(pán)的裝置上，從而每個(gè)晶片的上表面在晶片托盤(pán)的上表面處暴露。隨后晶片托盤(pán)被放入反應(yīng)室中，并且在氣體混合物流過(guò)晶片托盤(pán)的表面的同時(shí)，晶片托盤(pán)被保持在所需的溫度下。在該工藝期間，保持托盤(pán)上的不同晶片的上表面上所有點(diǎn)的條件一致很重要。反應(yīng)氣體的組分以及晶片表面的溫度的微小變化將會(huì)導(dǎo)致所得到的半導(dǎo)體器件的性能的不期望的變化。例如，如果鎵和銦氮化物層被沉積，那么晶片表面溫度的變化將導(dǎo)致沉積層的組分和帶隙的變化。因?yàn)殂熅哂邢鄬?duì)高的蒸汽壓力，所以在表面溫度較高的晶片區(qū)域中沉積層將具有較低比例的銦以及較大的帶隙。如果沉積層是LED結(jié)構(gòu)的有源光發(fā)射層，那么由晶片形成的LED的發(fā)射波長(zhǎng)也將改變。因此，迄今為止，本領(lǐng)域?yàn)楸３志鶆驐l件付出了巨大努力。
[0005]在業(yè)界被廣泛接受的一種CVD裝置采用具有多個(gè)晶片保持區(qū)域的大圓片形式的晶片托盤(pán)，每個(gè)區(qū)域適合于保持一個(gè)晶片。該晶片托盤(pán)被支承在反應(yīng)室中的心軸上，從而晶片托盤(pán)的上表面具有晶片的暴露表面，該暴露表面向上面向氣體分配元件。當(dāng)心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體被向下導(dǎo)向晶片托盤(pán)的上表面，并且向著晶片托盤(pán)的周邊流過(guò)上表面。已用過(guò)的氣體通過(guò)布置在晶片托盤(pán)下的通道從反應(yīng)室排出。晶片托盤(pán)通過(guò)加熱元件保持在需要的升高的溫度下，加熱元件通常是布置在晶片托盤(pán)的下表面下的電阻加熱元件。這些加熱元件保持在高于晶片表面所需溫度的溫度，然而氣體分配元件通常是保持在低于所需反應(yīng)溫度的溫度下，以便防止氣體過(guò)早的反應(yīng)。因此，熱量由加熱元件傳遞至晶片托盤(pán)的下表面，并且通過(guò)晶片托盤(pán)向上傳遞至各晶片。
[0006]另外，在CVD工藝反應(yīng)過(guò)程中，經(jīng)常有在不同溫度之間快速切換的工藝步驟，這就需要CVD裝置的各部件，尤其是晶片托盤(pán)能夠快速響應(yīng)這種切換。
[0007]迄今為止，盡管本領(lǐng)域?yàn)榱嗽O(shè)計(jì)最優(yōu)化的這種系統(tǒng)付出了巨大的努力，但是進(jìn)一步的改善仍然是期望。特別地，期望的是在整個(gè)晶片托盤(pán)上提供更均勻的溫度，并且在溫度切換中，晶片托盤(pán)能快速響應(yīng)該切換。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種晶片托盤(pán)，包括上表面與下表面，所述上表面上設(shè)置有呈間隔分布的多個(gè)凹部，每一凹部用于放置一待加工晶片，所述凹部的底面平坦，以使放置于內(nèi)的晶片各處能充分與該底面接觸；所述下表面上設(shè)置有平坦的主體部以及相對(duì)所述主體部凹陷的多個(gè)槽，所述槽的底面為平面，并且與所述凹部的底面平行；其中，每一凹部在所述下表面內(nèi)的投影全部落入對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)。
[0009]可選的，所述凹部在所述下表面內(nèi)的投影與所述槽的各邊界之間存在間隙。
[0010]可選的，所述間隙的寬度w不小于5毫米，并且不超過(guò)10毫米。
[0011 ] 可選的，各位置處的間隙的寬度w均相等。
[0012]可選的，所有相鄰凹部的最接近處的間隔均大于所述間隙的寬度w的兩倍；
[0013]相應(yīng)的，所述下表面上共設(shè)置有與凹部數(shù)目相等的呈間隔分布的多個(gè)所述槽，每一凹部在所述下表面內(nèi)的投影全部落入對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)，每一組對(duì)應(yīng)的凹部與槽之間的所述間隙的寬度均相等，為W。
[0014]可選的，至少存在這樣的一對(duì)相鄰凹部，它們?cè)谧罱咏幍拈g隔不大于所述間隙的寬度w的兩倍；相應(yīng)的，與該對(duì)相鄰凹部對(duì)應(yīng)的一對(duì)相鄰槽，在該最接近處對(duì)應(yīng)的地方連通而成為一個(gè)整體。
[0015]可選的，所述下表面上的所有槽連通并成為一個(gè)整體，該成為一個(gè)整體的較大的槽內(nèi)，間隔分布著若干所述主體部的組成部分；即，所述主體部被槽分割為不相連的多個(gè)部分。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種晶片托盤(pán)，包括上表面與下表面，所述上表面上設(shè)置有呈間隔分布的多個(gè)凹部，每一凹部用于放置一待加工晶片，所述凹部的底面平坦，以使放置于內(nèi)的晶片各處能充分與該底面接觸；所述下表面上設(shè)置有平坦的主體部以及相對(duì)所述主體部凹陷的槽，所述主體部的上表面為平面，并且與所述凹部的底面平行；其中，所述凹部在所述下表面內(nèi)的投影全部落入所述主體部。
[0017]可選的，所述凹部在所述下表面內(nèi)的投影與所述主體部的邊界之間存在間隙。
[0018]可選的，所述間隙的寬度w不小于5毫米，并且不超過(guò)10毫米。
[0019]可選的，各位置處的間隙的寬度w均相等。
[0020]可選的，所有相鄰凹部的最接近處的間隔均大于所述間隙的寬度w的兩倍；
[0021]所述下表面上至少設(shè)置有與凹部數(shù)目相等的呈間隔分布的多個(gè)所述主體部，每一凹部在所述下表面內(nèi)的投影全部落入對(duì)應(yīng)的主體部?jī)?nèi)，每一組對(duì)應(yīng)的凹部與主體部之間的所述間隙的寬度均相等，為W。
[0022]可選的，在所述下表面的最外緣區(qū)域還設(shè)置有一個(gè)呈環(huán)形的主體部，以將所有的所述槽環(huán)繞在其內(nèi)，該呈環(huán)形的主體部的上方未設(shè)置用于放置待加工晶片的凹部。
[0023]可選的，所述下表面上設(shè)置有與所述凹部一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述主體部；
[0024]至少存在這樣的一對(duì)相鄰凹部，它們?cè)谧罱咏幍拈g隔不大于所述間隙的寬度w的兩倍；相應(yīng)的，與該對(duì)相鄰凹部對(duì)應(yīng)的一對(duì)相鄰主體部，在該最接近處對(duì)應(yīng)的地方連接成一個(gè)整體。
[0025]可選的，所述下表面上的所有主體部連成一個(gè)整體，該整體所構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)間隔分布著若干個(gè)槽。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的化學(xué)氣相沉積裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖