[实用新型]晶片载体及化学气相沉积装置

说明书

技术领域

本实用新型总体涉及半导体制造技术，尤其涉及化学气相沉积或外延生长工艺及相关设备，用于在工艺期间保持半导体晶片和进行晶片工艺生长。更具体地，本申请涉及用于在高温处理期间在真空系统内支撑晶片的晶片载体，所公开的晶片载体尤其有利于高温真空处理，例如金属气相沉积(MOCVD)工艺处理。

背景技术

在MOCVD处理反应腔中，在其上生长薄膜层的半导体晶片被放置于快速旋转的晶片载体上，以使它们的表面均匀暴露于反应气体气氛中，用以沉积半导体材料。晶片载体典型地是由诸如石墨等高导热材料机械加工出来的，并且通常涂覆有诸如碳化硅材料的保护层。每个晶片载体具有多外圆形凹部或凹穴，每一个凹部或凹穴中放置有单片的晶片。

在反应腔内，晶片载体被放置在可旋转轴上，受其支撑并共同快速旋转。当旋转轴旋转时，反应气体被向下引导到该晶片载体的顶表面上并且经过该顶表面流向该晶片载体的外周。通过设置在该晶片载体下方的排气口从反应腔中排出所使用的气体。通过加热元件将该晶片载体保持在所希望的高的温度下。

在MOCVD工艺处理中，为了获得所期望的晶体生长，必须控制诸如温度、压强和气体流速等工艺参数。尤其，晶片温度均匀性是重要考量因素。导致温度非均匀性形成的一个可变因素是晶片载体顶表面上的凹穴的形状和分布，在晶片载体高速旋转时，凹穴的形状和分布也会影响反应气体的流动，并最终对晶体生长的质量造成影响。

此外，为了增加MOCVD工艺的生产量，需要在晶片载体上尽可能地放置更多的晶片，但这需要在晶片凹穴的数量、布局、形状、热传递、温度均匀控制、对气体流动的影响等多方面作出优化和平衡。

现有技术已有人作出一定的努力，比如CN205335232公开了一种晶片载体，但其设计在实际使用时并不理想，如图1所示，在其晶片载体142的顶表面148 上，晶片凹穴排布的布局并不紧凑，顶表面148上留有大量的间隙(指没有排布晶片凹穴)，不仅使得晶片载体的晶片工艺生产量低，而且，会导致晶片载体的顶表面148的温度不均匀，且晶片与晶片之间的空隙较大，在晶片载体高速旋转时，会使得气体流动不均匀，结果会产生晶片前缘(leading edge)晶体生长不均匀问题而导致低良率，即，在每个晶片的旋转前缘处的晶体生长与在晶片其余部分上的生长不同，此外，晶片与晶片之间的空隙较大也会导致反应气体的浪费，从而增加生产成本。

因此，业界需要提供一种更加实用的晶片载体方案，其不仅能实现高密度晶片布局，从而提高晶片的生产量和减少反应气体浪费，而且其可以具有较佳的温度均匀性和反应气体均匀性。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种新型的晶片载体，其不仅能实现高密度的晶片布局，从而提高晶片的生产量，而且可以具有较佳的温度均匀性和反应气体均匀性，从而提高工艺生长的良率。

为了实现上述实用新型目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种晶片载体，该晶片载体适用于化学气相沉积装置或外延生长装置，所述晶片载体包括：

本体，该本体具有彼此相对布置的顶表面和底表面，所述顶表面包括具有圆形轮廓的周缘；

多个呈圆形的具有第一直径的凹穴，其设置在所述晶片载体的顶表面的周缘内且以所述圆形轮廓的圆心为圆心呈两个同心圆分布，所述多个具有第一直径的凹穴中的第一部分凹穴均匀且相互外切地布置在所述两个同心圆的第一同心圆中，所述多个具有第一直径的凹穴中的第二部分凹穴均匀且相互外切地布置在所述两个同心圆的第二同心圆中，所述第一同心圆位于所述第二同心圆内部；并且

所述第二部分凹穴中的任意相邻的两个凹穴与位于其内侧的相邻的第一部分凹穴中的一个凹穴的排布方式为：该三个凹穴所确定的三个圆外切，且三个圆的圆心连线构成正三角形。

优选地，所述顶表面的周缘内的中心区域还包括一个呈圆形的中心凹穴，其直径与所述第一直径相同，所述中心凹穴位于所述第一同心圆所包围的区域内且与所述第一同心圆中的每一个凹穴相互外切。

优选地，在所述顶表面的周缘内还包括多个具有第二直径的呈圆形的第三部分凹穴，每一个所述第三部分凹穴位于由所述第二部分凹穴中的相切的两个凹穴和相邻的第一部分凹穴中的两个凹穴之间的空间内，所述第二直径小于所述第一直径。