本實用新型涉及半導體生產(chǎn)用快速退火爐或激光退火爐用晶圓片載具裝置設計領域。

背景技術：

在半導體晶圓制備過程中，器件與外部的連接都需要用具有歐姆接觸的金屬電極完成，因此，在蒸發(fā)金屬后，為了獲得良好的歐姆接觸，必須通過快速退火或激光退火來改善金屬與半導體之間的界面，一般的退火溫度需要達到金屬與半導體的共融點之上。對于SiC晶圓一般要在1000℃左右，而快速退火爐或激光退火爐是進行金屬電極合金化的核心設備。

目前，Si晶圓退火使用的都是直接將晶圓片放在石英支架上，但是對于特定型號的快速退火爐，其石英架尺寸是固定的。而SiC片是透明材料，光的透射率很高，因此SiC片的退火需要在一定的托盤上。技術人員會把SiC片放在石墨舟上進行退火，但是石墨是多孔材料，退火過程中石墨舟內(nèi)的雜質(zhì)氣氛會跑出來，從而污染SiC晶圓。另一方面，當前方案的石墨舟結構簡單，不同尺寸的晶圓無法固定位置，從而影響每次退火的均勻性和一致性。另一種方法是用特種尺寸的Si片做支撐，然后將SiC晶圓片放在該支撐Si片上完成工藝，但是Si在多次退火后容易翹曲，需經(jīng)常跟換。

對于SiC晶圓片快速退火在工藝試驗和生產(chǎn)時，考慮到SiC晶圓片的襯底成本較高，因此，使用的晶圓片尺寸不同，為了使石墨舟適用于不同尺寸SiC晶圓片，需要對石墨舟的結構進行優(yōu)化設計。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種SiC晶圓片金屬電極退火爐用的新型石墨舟，該石墨舟能夠滿足目前常用的3英寸、4英寸、6英寸的SiC晶圓片快速退火，增加晶圓片的受熱均勻性、優(yōu)化腔體氣流，有效保護背面金屬不被氧化。

本實用新型的技術方案為：

一種SiC晶圓片金屬電極退火爐用的新型石墨舟，所述石墨舟為圓盤型，石墨舟的上層表面開設有三種尺寸的圓形凹槽，一號凹槽的半徑為76mm、二號凹槽的半徑為51mm、三號凹槽的半徑為38mm，所述一號凹槽、所述二號凹槽和所述三號凹槽的槽底距離石墨舟上表面的深度依次增大；其中，一號凹槽和二號凹槽與石墨舟同軸設置，三個三號凹槽環(huán)繞石墨舟軸心線分布，三號凹槽的軸心線距離石墨舟軸心線44.5mm。

進一步，所述石墨舟表面濺射有一層碳化鉭保護層。

進一步，所述碳化鉭保護層為2μm。

進一步，所述石墨舟的半徑為87.5mm，其高度在10-20mm之間。

進一步，所述一號凹槽的槽底距離石墨舟上表面的深度為1-2mm；所述二號凹槽的槽底距離石墨舟上表面的深度為2-4mm；所述三號凹槽的槽底距離石墨舟上表面的深度為3-6mm。

進一步，三個所述三號凹槽之間相隔120°分布。

進一步，所述石墨舟的中心開設有用于插置測溫熱電偶的通孔。

進一步，所述通孔的半徑為2.5mm。

進一步，設置在所述石墨舟的下方的石英支架包括：環(huán)形外框，所述環(huán)形外框的內(nèi)側(cè)設置至少三個向環(huán)形外框中心延伸的支撐梁，所述支撐梁沿環(huán)形外框的圓周方向均布。

進一步，所述環(huán)形外框的內(nèi)徑大于所述石墨舟的直徑，石墨舟置于所述支撐梁上。

本實用新型的可以適用于不同晶圓尺寸SiC片退火用的石磨舟，通過充分利用石墨舟的厚度進行加工，使其一次工藝最多可以完成3片3英寸片，4英寸片一片，6英寸片一片的快速退火，避免了根據(jù)不同尺寸逐一配備石墨舟的材料浪費，提高了晶圓片快速熱處理效率和熱處理質(zhì)量；利用碳化鉭層作為高溫抗氧化保護層，延長了石墨舟的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型的石墨舟的示意圖；

圖2為圖1中A-A的剖面示意圖；

圖3為石英支架的示意圖；

圖中，1石墨舟、2一號凹槽、3二號凹槽、4三號凹槽、5通孔、6半徑為44.5mm的圓、7環(huán)形外框、8支撐梁、9石英支架。

具體實施方式

下面利用實施例對本實用新型進行更全面的說明。本實用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應理解為局限于這里敘述的示例性實施例。

為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下”、“左”、“右”等空間相對術語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關系。應該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位），這里所用的空間相對說明可相應地解釋。

如圖1和圖2所示的SiC晶圓片金屬電極退火爐用的新型石墨舟1為圓盤型，石墨舟的半徑為87.5mm，其高度在10-20mm之間。石墨舟1的上層表面開設有三種尺寸的圓形凹槽，分別用于放置3英寸、4英寸、6英寸的SiC晶圓片，一號凹槽2的半徑為76mm、一號凹槽2的槽底距離石墨舟1上表面的深度為1-2mm；二號凹槽3的半徑為51mm、二號凹槽3的槽底距離石墨舟1上表面的深度為2-4mm；三號凹槽4的半徑為38mm，三號凹槽4的槽底距離石墨舟1上表面的深度為3-6mm。一號凹槽2和二號凹槽3與石墨舟1同軸設置，三個三號凹槽4環(huán)繞石墨舟1軸心線分布，三號凹槽4的軸心線距離石墨舟1的軸心線44.5mm，在圖1中三號凹槽4的軸心線相互呈120°分布以石墨舟1的軸心為圓心、半徑為44.5mm的圓6上。石墨舟1的中心開設有用于插置測溫熱電偶的通孔5，通孔5的半徑為2.5mm。石墨舟1表面濺射有一層2μm厚度的碳化鉭保護層。

如圖3所示，設置在石墨舟1的下方的石英支架9包括：環(huán)形外框7，環(huán)形外框7的內(nèi)側(cè)設置至少三個向環(huán)形外框中心延伸的支撐梁8，支撐梁8沿環(huán)形外框的圓周方向均布。具體在本實施例中，環(huán)形外框7的內(nèi)圈直徑為180mm，環(huán)形外框7的截面直徑為8mm；其內(nèi)部互成90°有4個圓柱型的支撐梁8，其截面直徑為6mm，向內(nèi)延伸的長度為68mm。

上述示例只是用于說明本實用新型，除此之外，還有多種不同的實施方式，而這些實施方式都是本領域技術人員在領悟本實用新型思想后能夠想到的，故，在此不再一一列舉。