[实用新型]晶片载体

说明书

本实用新型涉及一种晶片载体。如本文描述及主张的所述晶片载体包含被布置在顶表面上的33个凹穴。所述晶片载体经配置以与化学气相沉积装置结合使用，所述晶片载体包括：主体，其具有彼此相对地布置的顶表面及底表面；多个凹穴，其界定在所述晶片载体的所述顶表面中；改进之处包括：所述多个凹穴由总共33个凹穴构成，所述凹穴中的每一者沿着内圆、中间圆或外圆中的一者布置，且其中所述内圆相对于所述中间圆及所述外圆不对称地布置。

技术领域

本实用新型大体上涉及半导体制造技术，且更特定来说，涉及化学气相沉积(CVD)处理及用于在处理期间固持半导体晶片的相关联设备。

背景技术

在发光二极管(LED)及其它高性能装置(例如激光二极管、光学检测器及场效应晶体管)的制造中，化学气相沉积(CVD)工艺通常用于使用例如氮化镓的材料在蓝宝石或硅衬底上生长薄膜堆叠结构。CVD工具包含处理腔室，其是允许注入气体在衬底(通常呈晶片形式)上反应以生长薄膜层的密封环境。此制造装备的当前生产线的实例是由纽约普莱恩维尔的维科仪器公司(Veeco Instruments Inc.of Plainview,New York)制造的金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统的及系列。

若干工艺参数受控，例如温度、压力及气体流速，以实现所期望晶体生长。使用不同材料及工艺参数生长不同层。举例来说，由例如III-V半导体的化合物半导体形成的装置通常通过使用MOCVD生长化合物半导体的连续层而形成。在此过程中，晶片暴露到组合气体，通常包含作为III族金属源的金属有机化合物，且还包含V族元素源，当晶片被维持在高温下时在晶片的表面上流动。一般来说，金属有机化合物及V族源与载体气体组合，所述载体气体不会明显地参与反应，举例来说，例如氮气。III-V半导体的一个实例是氮化镓，其可通过有机镓化合物与氨在具有合适的晶格间隔的衬底(举例来说，例如蓝宝石晶片)上发生反应来形成。在氮化镓及相关化合物的沉积期间晶片通常被维持在约1000到1100℃的温度下。

在MOCVD工艺中，其中晶体的生长通过衬底表面上的化学反应发生，必须特别小心地控制工艺参数来保证化学反应在所需条件下进行。即使工艺条件的微小变化都会不利地影响装置质量及产率。例如，如果沉积了镓及铟氮化物层，那么晶片表面温度的变化将导致沉积层的组合物及带隙的变化。因为铟具有相对较高的蒸气压，所以沉积层在晶片的那些表面温度更高的区域中将具有更低铟比例及更大带隙。如果沉积层是LED结构的有源发光层，那么由晶片形成的LED的发射波长也将改变到不可接受的程度。

在MOCVD处理腔室中，其上待生长薄膜层的半导体晶片被放置在称为晶片载体的快速旋转转盘上，以使其表面均匀暴露到反应器腔室内的气氛以用于半导体材料的沉积。旋转速度约是1,000RPM。晶片载体通常由例如石墨的高导热材料机械加工而成，且通常涂覆有例如碳化硅的材料保护层。每一晶片载体在其顶表面中具有一组圆形凹口或凹穴(pocket)，个别晶片被放置在其中。通常，晶片以间隔关系被支撑到每一凹穴的底表面以准许气体在晶片边缘周围流动。相关技术的一些实例描述于第2012/0040097号美国专利申请公开案、第8,092,599号美国专利、第8,021,487号美国专利、第2007/0186853号美国专利申请公开案、第6,902,623号美国专利、第6,506,252号美国专利及第6,492,625号美国专利中，所述美国专利的揭示内容以引用方式并入本文中。

晶片载体被支撑在反应腔室内的主轴上，使得具有晶片暴露表面的晶片载体的顶表面向上面朝气体分配装置。在主轴旋转时，气体被向下引导到晶片载体的顶表面上且跨越顶表面流向晶片载体的外围。所使用的气体通过安置在晶片载体下方的端口从反应腔室排出。晶片载体通过加热安置在晶片载体的底表面下方的元件(通常是电阻加热元件)而维持在期望的高温下。这些加热元件被维持在高于晶片表面的期望温度的温度下，而气体分配装置通常被维持在远低于期望的反应温度的温度下以防气体过早反应。因此，热从加热元件传递到晶片载体的底表面，且向上流过晶片载体到个别晶片。