[发明专利]一种硅片外延生长基座支撑架及装置

说明书

本公开提供一种硅片外延生长基座支撑架及装置，该基座支撑架包括：支撑柱；及，从所述支撑柱的纵向轴线开始径向向外且沿轴向向上延伸的多根支撑臂，所述支撑臂包括在其轴向向上延伸方向上相对的第一端和第二端，所述第一端连接至所述支撑柱，所述第二端与所述支撑柱一起支撑用于承载硅片的基座；每个所述支撑臂上设有凸透镜，且多根所述支撑臂上所对应的多个所述凸透镜被配置为：在所述支撑柱轴向上，多个所述凸透镜能够将辐射热能经由所述凸透镜折射，并朝向所述基座上所承载的硅片上的预定区域处汇聚。本公开提供的硅片外延生长基座支撑架及装置可提高外延层电阻率均一性。

技术领域

本发明涉及硅片外延生长技术领域，尤其涉及一种硅片外延生长基座支撑架及装置。

背景技术

硅片的外延生长工艺是半导体芯片制造过程中的一个重要工艺，该工艺是指在一定条件下，在经抛光的硅片上再生长一层电阻率和厚度可控、无晶体原生粒子(CrystalOriginated Particles，COP)缺陷且无氧沉淀的硅单晶层。硅片的外延生长主要包括真空外延沉积、气相外延沉积以及液相外延沉积等生长方法，其中以气相外延沉积的应用最为广泛。在高温环境下，通过硅源气体与氢气反应生成单晶硅并沉积在硅片表面来获得外延层，同时通入掺杂剂(常见的掺杂剂包括B2H6和PH3)来对外延层进行掺杂以获得所需要的电阻率。

外延生长装置包括由上部石英钟罩、下部石英钟罩合围形成的反应腔室，反应腔室内设置有用于承载硅片的基座，用于支撑基座的基座支撑部。由于在外延生长过程中气体是沿单一方向进入腔室的，因此生长过程中硅片需要转动才能保证生长均匀。因此，基座支撑部可固定基座及带动基座转动，以使得外延生长能够在基底上均匀进行。在石英钟罩外，设置有用于提供反应能量的加热灯泡，通过热辐射的方式为反应提供热量。

对于硅片的外延生长而言，电阻率的均一性会直接影响半导体的电学性能。目前常见的外延片电阻率均匀性较差的原因主要是外延片局部区域电阻率较高，导致整体外延片电阻率的均一性很差。一般的，外延层电阻率受温度的影响，温度越高区域电阻率越小，由于基座支撑部的存在，基座的基座支撑部的遮蔽部分的温度与其他部分的温度之间产生差异，从而导致基座整体的温度不均匀的问题，导致硅片局部区域电阻率偏大，从而导致外延片表面电阻率均一性差。

发明内容

本公开实施例目的在于提供一种硅片外延生长基座支撑架及装置，能够改善外延片电阻率均一性。

本公开实施例所提供的技术方案如下：

一种硅片外延生长基座支撑架，包括：支撑柱；及，从所述支撑柱的纵向轴线开始径向向外且沿轴向向上延伸的多根支撑臂，所述支撑臂包括在其轴向向上延伸方向上相对的第一端和第二端，所述第一端连接至所述支撑柱，所述第二端与所述支撑柱一起支撑用于承载硅片的基座；每根所述支撑臂上设有凸透镜，且多根所述支撑臂上所对应的多个所述凸透镜被配置为：在所述支撑柱轴向上，多个所述凸透镜能够将辐射热能经由所述凸透镜折射，并朝向所述基座上所承载的硅片上的预定区域处汇聚。

示例性的，所述凸透镜包括沿着该支撑臂长度方向延伸的至少一个柱状凸透镜结构，且所述柱状凸透镜结构被配置为能够将辐射热能经由所述柱状凸透镜结构折射，并朝向所述基座上所承载的硅片距离该硅片中心R/2距离的环形区域处汇聚，其中所述硅片包括主体区和位于所述主体区外围的边缘区，R为所述主体区的半径。

示例性的，所述柱状凸透镜结构为单面凸透镜，且所述柱状凸透镜结构的凸面朝向所述基座设置。

示例性的，所述柱状凸透镜结构与所述支撑臂一体成型。

示例性的，每根所述支撑臂上设有沿其长度方向依次排列的多个凸透镜。

示例性的，每根所述支撑臂沿其长度方向分布有四个所述凸透镜，且四个所述凸透镜被配置为能够将辐射热能经由所述凸透镜折射，并朝向所述基座上所承载的硅片距离该硅片中心R/2距离的环形区域处汇聚，其中所述硅片包括主体区和位于所述主体区外围的边缘区，R为所述主体区的半径；或者