外延生長用晶片載盤的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種晶片載盤，該晶片載盤包括若干個(gè)設(shè)置在載盤下方的突出部，用于儲(chǔ)存受熱過程中的熱量，減緩制程中氣流流動(dòng)造成的溫度變化，調(diào)節(jié)載盤的整體溫度均勻，使得處于盤面的晶片生長溫度一致，改善晶片的波長均勻性；且可以充分利用載盤表面邊緣的空間，用以容納更多晶片，增加資源的利用率，增加產(chǎn)能。
【專利說明】外延生長用晶片載盤

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED發(fā)光二極管外延（Epitaxy)晶圓制程中使用的晶片載盤（Wafer carrier)。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管(英文為Light Emitting Diode,簡稱LED)是一種固態(tài)半導(dǎo)體二極管 發(fā)光器件，被廣泛用于指示燈、顯示屏等照明領(lǐng)域。
[0003] 現(xiàn)階段制備LED晶圓片的方法主要是通過金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀(英文為 Metal-organic Chemical Vapor Deposition，簡稱 M0CVD)實(shí)現(xiàn)，可以簡述其流程如下：將 外延晶圓片（如藍(lán)寶石襯底/Si襯底)放入石墨承載盤（Wafer carrier)的凹槽上，將其與石 墨承載盤一起傳入M0CVD反應(yīng)室內(nèi)，通過將反應(yīng)室溫度加熱到設(shè)定好的溫度，并配合通入 有機(jī)金屬化合物和五族氣體，使它們?cè)诰A片上斷開化學(xué)鍵并重新聚合形成LED外延層。
[0004] 在LED發(fā)光二極管外延晶圓制程中，由于晶圓片各位置所處的溫度直接受到晶片 載盤的影響，因此晶片載盤結(jié)構(gòu)對(duì)外延良率起到重要作用，其成為業(yè)界研究的重點(diǎn)，而目前 所使用的晶片載盤背面其中心區(qū)域與邊緣結(jié)構(gòu)相同，在生產(chǎn)過程中，因受M0CVD機(jī)臺(tái)結(jié)構(gòu) 影響，邊緣氣流流速較中心區(qū)域略快，其氣流的快速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致晶片載盤邊緣溫度較中心區(qū) 域偏低，溫度變化速率偏快，從而使得邊緣與中心位置的晶片生長溫度有差，影響最終的晶 片良率；同時(shí)由于邊緣區(qū)域溫度有差異，從而使得晶片載盤的邊緣區(qū)域無法得到有效利用， 造成盤面的資源浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明旨在提供一種用于LED外延晶圓制程的晶片載盤，其具有 穩(wěn)定均勻的盤面溫度，使得處于盤面的晶片生長溫度一致，改善晶片的波長均勻性；且可以 充分利用承載盤表面邊緣的空間，用以容納更多晶片，增加資源的利用率，增加產(chǎn)能。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] 外延生長用晶片載盤，包括置于載盤正面的圍繞載盤中心排列的若干個(gè)凹槽，用 于容納晶片襯底，所述凹槽的背面設(shè)置有突出部，所述突出部為以載盤中心為圓心的同心 圓結(jié)構(gòu)，且所述突出部位于遠(yuǎn)離圓心的位置；所述突出部用于儲(chǔ)存受熱過程中的熱量，減緩 制程中氣流流動(dòng)造成的溫度變化，調(diào)節(jié)載盤的整體溫度均勻。因?yàn)楦鶕?jù)熱能公式Q= △ t*m*C (比熱容是C ;質(zhì)量是m ; At是溫度差(加熱放熱前后))可知：當(dāng)材質(zhì)相同時(shí)，比熱容一致，最 終溫度差一致時(shí)，凹槽背面的突出部結(jié)構(gòu)使得其對(duì)應(yīng)的局部盤體處的質(zhì)量增加，進(jìn)而對(duì)儲(chǔ) 存的熱能較無突出部對(duì)應(yīng)的局部盤體偏多，當(dāng)該突出部對(duì)應(yīng)載盤表面溫度變化時(shí)，其儲(chǔ)存 的熱能釋放，從而可減緩載盤表面的溫度變化速度，減小其與載盤其它區(qū)域的溫度差異，進(jìn) 而調(diào)節(jié)載盤的整體溫度均勻。
[0008] 優(yōu)選的，所述突出部由厚度均勻的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0009] 優(yōu)選的，所述突出部為沿圓心至邊緣方向厚度逐漸增加的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0010] 優(yōu)選的，所述突出部的厚度Η范圍為0. lmnT4mm。
[0011] 優(yōu)選的，所述承載盤的直徑D1與突出部外徑D2關(guān)系與突出部內(nèi)徑D3為： 0 彡 D1-D2 彡 20mm ;0 彡 D2-D3 彡 100mm。
[0012] 優(yōu)選的，所述突出部的構(gòu)成材質(zhì)與晶片載盤相同，為載盤的組成部分。
[0013] 優(yōu)選的，所述突出部截面為矩形或梯形或扇形。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型公開的晶片載盤，該晶片載盤包括若干個(gè)設(shè) 置在載盤下方的突出部，用于儲(chǔ)存受熱過程中的熱量，減緩制程中氣流流動(dòng)造成的溫度變 化，調(diào)節(jié)載盤的整體溫度均勻，使得處于盤面的晶片生長溫度一致，改善晶片的波長均勻 性；且可以充分利用載盤表面邊緣的空間，用以容納更多晶片，增加資源的利用率，增加產(chǎn) 能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明實(shí) 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016] 圖1是典型的LED外延用晶片載盤背面圖。
[0017] 圖2是典型的LED外延用晶片載盤正面圖。
[0018] 圖3是典型的LED外延用晶片載盤剖面圖。
[0019] 圖4是實(shí)施例1之矩形截面突出部的晶片載盤剖面圖。
[0020] 圖5是具有突出部的晶片載盤背面圖。
[0021] 圖6是實(shí)施例2之梯形截面突出部的晶片載盤剖面圖。
[0022] 符號(hào)說明
[0023] 1、晶片載盤的背面；2、晶片載盤的背面邊緣；3、晶片載盤的中心軸；4、晶片載盤 的外側(cè)晶圓凹槽；5、晶片載盤的內(nèi)側(cè)晶圓凹槽；6、晶片載盤的正面；7、晶片載盤的正面邊 緣；8、在生長時(shí)經(jīng)過晶片載盤正面的氣流；9、突出部。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 參照?qǐng)D圖5所示，一種LED外延晶圓制程的晶片載盤，包括：10個(gè)4英寸外側(cè) 晶圓凹槽4和4個(gè)4英寸內(nèi)側(cè)晶圓凹槽5,用以容納晶圓片；晶片載盤的上邊緣7以及設(shè)置 在晶片載盤中心的軸孔3 ;其中，晶片載盤的下邊緣2設(shè)置在上邊緣7下方，所述突出部9 置于晶片載盤背面1且遠(yuǎn)離圓心的位置，且為以載盤中心為圓心的同心圓結(jié)構(gòu)；突出部9為 厚度Η均勻的環(huán)形結(jié)構(gòu)，且其截面為矩形；承載盤的直徑D1與突出部外徑D2及突出部內(nèi)徑 D3的關(guān)系為：0彡D1-D2彡20mm ;0彡D2-D3彡100mm，突出部厚度Η為0· 1mm?4mm，且突 出部的構(gòu)成材質(zhì)與晶片載盤相同，減小因材質(zhì)因素造成的載盤表面溫度變化差異。因?yàn)樵?生長過程中，高速氣流8在經(jīng)過晶片載盤的正面6和上邊緣7時(shí)，因邊緣臨近載氣出口，故 其流速較于載盤中心位置略偏快，因而造成上邊緣7和外側(cè)凹槽4中的晶圓片位置處熱量 變化較大，導(dǎo)致外側(cè)凹槽4中晶圓片和內(nèi)側(cè)凹槽5中晶圓片溫度波動(dòng)不一致，從而影響內(nèi)外 側(cè)波長均勻性。而所述突出部結(jié)構(gòu)可儲(chǔ)存生長過程中的熱量，在氣流造成外側(cè)晶圓片與石 墨載盤上邊緣7熱量變化時(shí)，突出部儲(chǔ)存的熱能釋放，則可適當(dāng)補(bǔ)充被氣流帶走的熱能，從 而減緩該區(qū)域的溫度變化，調(diào)節(jié)其與內(nèi)側(cè)的晶圓片溫度一致，平衡晶圓片邊緣的溫場，提高 整體波長均勻性，從而提高石墨承載盤所載晶圓片的良率；此外，還可擴(kuò)大載盤面積，在其 上表面增加凹槽量，因?yàn)樵撏怀鼋Y(jié)構(gòu)的儲(chǔ)存熱量的功能，故擴(kuò)大載盤面積后，其擴(kuò)大部上表 面的凹槽部溫度與載盤中心位置溫度仍可一致，因而在不影響波長良率等的前提下，可有 效提1?廣能。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] 參照?qǐng)D6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：所述突出部9為沿圓心至邊緣方 向厚度逐漸增加的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其厚度Η范圍為0. 1mm?4mm ;承載盤的直徑D1與突出部外 徑D2及突出部內(nèi)徑D3的關(guān)系為：0彡D1-D2彡20mm ;0彡D2-D3彡100mm ;其截面為梯形， 越遠(yuǎn)離圓心位置，其突出部厚度越厚，可有效減緩氣流造成的溫度變化，平衡載盤上方內(nèi)外 側(cè)凹槽中晶片的受熱溫度，改善晶片波長的均勻性。同時(shí)，通過此突出部的儲(chǔ)熱功能，亦可 在保證整體溫度均勻的條件下增加載盤面積，進(jìn)而提高產(chǎn)能。
【權(quán)利要求】
1. 外延生長用晶片載盤，包括置于載盤正面的圍繞載盤中心排列的若干個(gè)凹槽，用于 容納晶片襯底，其特征在于：所述凹槽的背面設(shè)置有突出部，所述突出部用于儲(chǔ)存受熱過程 中的熱量，減緩制程中氣流流動(dòng)造成的晶片載盤表面溫度變化，調(diào)節(jié)載盤的整體溫度均勻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長用晶片載盤，其特征在于：所述突出部為以載盤中 心為圓心的同心圓結(jié)構(gòu)，且所述突出部位于遠(yuǎn)離圓心的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長用晶片載盤，其特征在于：所述突出部的構(gòu)成材質(zhì) 與晶片載盤相同，為載盤的組成部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長用晶片載盤，其特征在于：所述突出部為厚度均勻 的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長用晶片載盤，其特征在于：所述突出部為沿圓心至 邊緣方向厚度逐漸增加的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長用晶片載盤，其特征在于：所述突出部的厚度Η范 圍為0· 1mm?4mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長用晶片載盤，其特征在于：所述晶片載盤的直徑D1 與突出部外徑D2及突出部內(nèi)徑D3的關(guān)系為：0彡D1-D2彡20mm ;0彡D2-D3彡100mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長用晶片載盤，其特征在于：所述突出部截面為矩形 或梯形或扇形。
【文檔編號(hào)】C30B25/12GK203947179SQ201420331828
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】徐志軍, 謝祥彬, 劉兆, 吳洪浩, 程偉, 周宏敏, 張家宏, 卓昌正, 林兓兓, 謝翔麟 申請(qǐng)人:安徽三安光電有限公司