一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板，該托板包括放置襯底片的爪型臺階、放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階、限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階，三個臺階均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，托板中間為含有爪型臺階的圓形通孔；三個臺階為一個整體，在一塊完整的鉬板上通過機械加工銑削形成；放置襯底片的爪型臺階由中心圓形通孔邊緣的爪組成，所述爪與托板為一體結(jié)構(gòu)，其數(shù)量依所添加襯底尺寸決定；本實用新型與常規(guī)形狀的襯底托板相比，由于減少了托板對外延片的阻擋面積，使得外延片表面由于熱應(yīng)力而引起的滑移位錯線明顯減少，同時劃痕和污染也明顯減少。
【專利說明】一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型，涉及一種爪型襯底托板，屬于半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板。
【背景技術(shù)】
[0002]分子束外延(MBE)技術(shù)是一種在半導(dǎo)體襯底上生長原子層量級精度的半導(dǎo)體多層薄膜的外延技術(shù)，在誕生之初主要應(yīng)用于科學(xué)研究中。相對于其他外延技術(shù)，MBE的外延生長速率相對緩慢及單次可生長外延片尺寸和數(shù)量受限等缺點，限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。隨著MBE技術(shù)的逐步發(fā)展，可通過MBE技術(shù)獲得性能滿足要求的4吋和6吋外延片，同時大型的MBE設(shè)備中單次可生長外延片數(shù)量也大幅提升，滿足了大規(guī)模生產(chǎn)的需求。但是，在應(yīng)用4吋和6吋襯底進行MBE生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，常規(guī)MBE設(shè)備中的襯底托板是由一環(huán)形臺階承載襯底片在生長室中進行外延生長，由于襯底片邊緣與托板環(huán)形臺階的直接接觸，夕卜延片邊界附近的熱分布與內(nèi)部不一致，在外延片表面很容易形成由于熱應(yīng)力引起的滑移位錯線。外延片上的滑移位錯線在芯片制造過程中容易引起破碎，因而降低成品率；同時，由于襯底與承載托板之間的接觸，使得外延片表面邊界附近易出現(xiàn)污染、劃痕以及溫度不均勻等缺陷，增加了外延片產(chǎn)品的不合格率。
[0003]為了減小外延片的缺陷及不均勻性，本實用新型提出了一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板，該襯底生長托板克服了原有襯底承載臺階沿圓環(huán)徑向的寬度已經(jīng)非常小很難再進一步改進的困難，同時減小托板與襯底間接觸并對常規(guī)襯底承載圓環(huán)進行剪裁設(shè)計成爪型臺階，從而達到降低生產(chǎn)成本和原材料消耗的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供了一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板，該托板包括放置襯底片的爪型臺階、放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階、限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階；是通過在MBE設(shè)備中襯底托板中引入爪型襯底承載臺階，減小襯底片與托板之間的接觸面積，從而增加外延片的受熱均勻性，同時減小外延片的表面缺陷，從而降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)業(yè)化競爭力。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板，該托板包括放置襯底片的爪型臺階、放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階、限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階，三個臺階均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，托板中間為含有爪型臺階的圓形通孔；三個臺階為一個整體，在一塊完整的鑰板上通過機械加工銑削形成；放置襯底片的爪型臺階由中心圓形通孔邊緣的爪組成，所述中心圓形通孔邊緣的爪與托板為一體結(jié)構(gòu)，其數(shù)量依所添加襯底尺寸決定；放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階在放置襯底片的爪型臺階與限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階之間。由于接觸面積減小，同時也減小了襯底與托板間由于滑動在襯底表面產(chǎn)生的劃痕和沾污。
[0006]由MBE設(shè)備中襯底托板本為4吋和6吋，則該實用新型中放置襯底片爪型臺階沿圓環(huán)徑向的寬度可以為0.8mm?1.5mm ;沿圓周方向的長度可以為5mm?20mm ;厚度可以為
0.8mm ?1.2mm。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果。本實用新型與常規(guī)形狀的襯底托板相比，外延片表面熱應(yīng)力線明顯減少，同時劃痕和污染也明顯減少，從而大幅提高生產(chǎn)產(chǎn)品的合格率和可利用面積，提高產(chǎn)業(yè)化競爭力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為爪型襯底生長托板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖中:1、放置襯底片的爪型臺階，2、放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階，3、限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階。
【具體實施方式】
[0010]以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0011]如圖1所示為爪型襯底生長托板的結(jié)構(gòu)示意圖，該托板包括放置襯底片的爪型臺階1、放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階2、限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階3，三個臺階均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，托板中間為含有爪型臺階的圓形通孔；三個臺階為一個整體，在一塊完整的鑰板上通過機械加工銑削形成；放置襯底片的爪型臺階I由中心圓形通孔邊緣的爪組成，所述中心圓形通孔邊緣的爪與托板為一體結(jié)構(gòu)，其數(shù)量依所添加襯底尺寸決定；放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階2在放置襯底片的爪型臺階I與限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階3之間。
[0012]該爪型襯底生長托板的制作過程為，首先，利用線切割方法在鑰板上切割出含四個爪的圓形通孔；然后，利用精密加工中心(CNC)從上表面開始銑削四個爪，達到設(shè)計的爪型臺階厚度；最后，擴大銑削直徑，從表面開始沿高度方向銑削出環(huán)形的放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階2 ;限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階3臺階面為鑰板表面，不需要銑削。
[0013]依據(jù)需要放置的襯底形狀和尺寸，適當(dāng)調(diào)整托板尺寸，通過機械加工方式在完整的鑰板上直接切削出所需形狀托板。
[0014]本實用新型中通過將放置襯底的臺階由常規(guī)的環(huán)形臺階剪裁成了只有四個小臺階的爪型臺階
[0015]以應(yīng)用于MBE設(shè)備中的6吋襯底片生長托板為例，其包括上述三個臺階結(jié)構(gòu)；那么，放置襯底片的爪型臺階I沿圓環(huán)徑向的寬度為1_，沿圓周方向的長度可以為5mm,厚度為Imm ;放置阻擋熱福射圓環(huán)的臺階2寬度為2mm,厚度為2mm ;限制阻擋熱福射圓環(huán)移動的臺階3厚度為2_ ;放置襯底的爪型臺階I外邊界圓環(huán)直徑為150.5_。
[0016]本實用新型與常規(guī)形狀的襯底托板相比，由于減少了托板對外延片的阻擋面積，使得外延片表面由于熱應(yīng)力而引起的滑移位錯線明顯減少，同時劃痕和污染也明顯減少。
【權(quán)利要求】
1.一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板，其特征在于:該托板包括放置襯底片的爪型臺階(I)、放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階(2)、限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階(3)，三個臺階均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，托板中間為含有爪型臺階的圓形通孔；三個臺階為一個整體；放置襯底片的爪型臺階(I)由中心圓形通孔邊緣的爪組成，所述中心圓形通孔邊緣的爪與托板為一體結(jié)構(gòu)；放置阻擋熱輻射圓環(huán)的臺階(2)在放置襯底片的爪型臺階(I)與限制阻擋熱輻射圓環(huán)移動的臺階(3)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子束外延大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備中的爪型襯底生長托板，其特征在于:該襯底托板由一完整的鑰板通過機械加工而成，在鑰板表面通過銑削加工形成三個臺階；三個臺階的高度及臺階半徑依所添加襯底尺寸決定；放置襯底片的爪型臺階(I)的爪數(shù)量依所添加襯底尺寸決定。
【文檔編號】C23C16/458GK203768485SQ201420043499
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】杜全鋼, 李維剛, 謝小剛, 姜煒, 馮巍, 郭永平, 蔣建 申請人:新磊半導(dǎo)體科技（蘇州）有限公司