本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種砷化鎵晶圓用除氧托盤。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體單晶晶圓上外延生長高質(zhì)量單晶半導(dǎo)體薄膜或者異質(zhì)結(jié)是絕大部分半導(dǎo)體光電器件研發(fā)的核心技術(shù)環(huán)節(jié)。砷化鎵(GaAs)晶圓作為一種晶格匹配度較高的半導(dǎo)體晶圓，經(jīng)常被用作高質(zhì)量II-VI族、III-V族半導(dǎo)體光電器件的外延生長基片。

分子束外延技術(shù)是一種在超高真空環(huán)境(P<1×10^-8Pa)中，在單晶的半導(dǎo)體晶圓片上外延生長高質(zhì)量半導(dǎo)體薄膜的技術(shù)手段。目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高質(zhì)量半導(dǎo)體光電器件以及高遷移率半導(dǎo)體晶體管的制備和加工。在分子束外延生長工藝中，GaAs晶圓先被固定到一個(gè)樣品托上，連同樣品托一起放置到一個(gè)可加熱的平臺上；在加熱平臺上經(jīng)過高溫加熱處理以后，GaAs晶圓表面的氧化層脫落，露出原子級平整的單晶表面；隨后，通過高純元素蒸發(fā)源向GaAs晶圓表面提供原子或者分子束流，進(jìn)而，在GaAs表面進(jìn)行高質(zhì)量的半導(dǎo)體薄膜的沉積和外延生長。

在整個(gè)外延生長工藝中，具有原子級平整度的單晶GaAs表面是進(jìn)一步進(jìn)行高質(zhì)量半導(dǎo)體薄膜外延生長的基本條件，因此，有效的去除GaAs表面的氧化層對于整套工藝是至關(guān)重要的工藝流程，目前的去氧工藝通常為：首先，將GaAs晶圓固定在圓盤狀的鉬金屬樣品托上，固定的方法通常是使用Ga金屬涂層將GaAs和鉬(Mo)樣品托粘接在一起，形成GaAs/Ga/Mo的結(jié)構(gòu)；隨后，將鉬金屬樣品托傳入分子束外延的生長室的可加熱平臺，通過背面的熱電阻絲爐盤對樣品托的背面進(jìn)行加熱，樣品托通過Ga金屬涂層可以有效地將熱量傳遞給GaAs晶圓，當(dāng)GaAs晶圓表面溫度達(dá)到除氧溫度的時(shí)候，GaAs晶圓表面氧化層就會被緩慢蒸發(fā)而除去，進(jìn)而露出單晶的晶圓表面。

在除氧過程中，Ga金屬涂層起到了兩個(gè)重要作用：(1)在高溫條件下，熔融狀態(tài)的Ga涂層可以利用其表面張力將GaAs晶圓牢牢吸附在鉬樣品托表面，從而在去氧過程中達(dá)到固定樣品的目的；(2)Ga涂層具有很好的導(dǎo)熱性能，可以有效地將鉬樣品托的熱量傳遞給GaAs晶圓，使得GaAs晶圓表面溫度均勻升高，最終達(dá)到均勻除去晶圓表面的氧化層的目的。因此，在整套工藝中，均勻的Ga涂層對晶圓的表面去氧過程是至關(guān)重要的。

為了實(shí)現(xiàn)均勻的Ga涂層的制備，通常需要先將Mo樣品托加熱至約100℃，然后，將Ga金屬顆粒融化在樣品托表面上，再把GaAs晶圓放置在Ga涂層上面，在樣品托上反復(fù)旋轉(zhuǎn)GaAs晶圓多次，從而確保GaAs晶圓與Ga金屬涂層緊密粘合在一起。以上操作平均每次加工要耗時(shí)半個(gè)小時(shí)以上，工藝繁瑣，而且還很容易在GaAs與Mo樣品托之間出現(xiàn)一些不均勻的空氣空洞，而一旦出現(xiàn)空洞，其所對應(yīng)的GaAs晶圓表面就成為了低溫區(qū)域，最終導(dǎo)致其無法去氧，從而變成光電器件的失效區(qū)，造成晶圓的浪費(fèi)，效率較低。且由于GaAs晶圓的去氧溫度條件較為苛刻，若高于去氧溫度區(qū)間，會導(dǎo)致整個(gè)晶圓過熱，從而破壞晶圓表面的原子級平整表面，因此，不能通過提高去氧溫度來實(shí)現(xiàn)Ga金屬涂層的空洞對應(yīng)的低溫區(qū)域的去氧，否則會導(dǎo)致整片晶圓表面的失效，仍然會導(dǎo)致晶圓的浪費(fèi)。同時(shí)，在對樣品托進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼倪^程中，如果加熱溫度過高，會導(dǎo)致Ga金屬涂層蒸發(fā)而導(dǎo)致GaAs晶圓從鉬樣品托上脫落，影響后續(xù)的外延生長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種能夠簡化砷化鎵晶圓的除氧工藝的操作、提高除氧效率且能夠較為穩(wěn)固地固定砷化鎵晶圓的砷化鎵晶圓用除氧托盤。

一種砷化鎵晶圓用除氧托盤，包括：

底座，開設(shè)有貫通所述底座且用于安裝所述砷化鎵晶圓的安裝孔，所述安裝孔的側(cè)壁上設(shè)有限位凸起；

定位組件，能夠與所述底座固定連接，且所述定位組件與所述限位凸起能夠分別與所述砷化鎵晶圓的相對的兩個(gè)表面的邊緣相抵接而夾持固定所述砷化鎵晶圓。

上述砷化鎵晶圓的底座上開設(shè)有貫通底座且用于安裝砷化鎵晶圓的安裝孔，安裝孔的側(cè)壁上設(shè)有限位凸起，定位組件能夠與底座固定連接，定位組件與限位凸起能夠分別與砷化鎵晶圓的相對的兩個(gè)表面的邊緣相抵接而夾持固定砷化鎵晶圓，使得當(dāng)使用上述砷化鎵晶圓用除氧托盤固定砷化鎵晶圓時(shí)，只需將砷化鎵晶圓安裝到安裝孔中，再將定位組件與底座固定連接，以使砷化鎵晶圓夾持在限位凸起和定位組件之間即可，操作十分簡單；且由于砷化鎵晶圓是安裝在安裝孔內(nèi)的，且限位凸起和定位組件通過夾持晶圓的邊緣實(shí)現(xiàn)晶圓的固定，使得砷化鎵晶圓的相對的兩個(gè)表面能夠盡可能地直接暴露在熱輻射下，而無需使用Ga金屬涂層來傳導(dǎo)熱量和粘結(jié)固定底座和砷化鎵晶圓，從而避免了使用Ga金屬涂層導(dǎo)致的空氣空洞問題和Ga金屬涂層蒸發(fā)而導(dǎo)致GaAs晶圓從樣品托上脫落的問題，因此，上述砷化鎵晶圓用除氧托盤能夠簡化砷化鎵晶圓的除氧工藝的操作、提高除氧效率且能夠較為穩(wěn)固地固定砷化鎵晶圓。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述定位組件包括環(huán)形板和螺紋緊固件，所述螺紋緊固件能夠穿設(shè)于所述環(huán)形板后與所述底座固定連接，而將所述環(huán)形板與所述底座固定連接，其中，所述環(huán)形板能夠與所述砷化鎵晶圓的邊緣相抵接，并與所述限位凸起共同配合夾持固定所述砷化鎵晶圓。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述環(huán)形板上開設(shè)有多個(gè)沿所述環(huán)形板的內(nèi)圈間隔設(shè)置的缺口。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述環(huán)形板固定在所述底座上時(shí)，所述環(huán)形板與所述安裝孔共軸設(shè)置，所述環(huán)形板的內(nèi)徑小于所述安裝孔的直徑，且所述環(huán)形板的內(nèi)徑與所述安裝孔的直徑相差不超過2毫米。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述環(huán)形板的厚度為0.1毫米～2毫米。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述環(huán)形板為鉬板或鉭板。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括透明的限位板，所述限位板能夠收容于所述安裝孔內(nèi)，并能夠與所述限位凸起相抵接，所述限位板能夠與所述底座共同配合形成用于安裝所述砷化鎵晶圓的容置槽，當(dāng)所述限位板收容于所述安裝孔內(nèi)時(shí)，所述限位板和所述定位組件共同配合夾持固定所述砷化鎵晶圓。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述限位板為氧化鋁板或碳化硅板。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述限位板的厚度為300微米～800微米。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述安裝孔為圓形，所述限位凸起沿所述安裝孔的一個(gè)開口設(shè)置一周，并與所述安裝孔共軸設(shè)置，所述限位凸起的內(nèi)圈與所述安裝孔的半徑相差不超過1毫米。

附圖說明

圖1為一實(shí)施方式的砷化鎵晶圓用除氧托盤安裝有砷化鎵晶圓的軸向剖面圖；

圖2為圖1所示的砷化鎵晶圓用除氧托盤的立體分解圖；

圖3為圖2所示的砷化鎵晶圓用除氧托盤的底座的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2所示的砷化鎵晶圓用除氧托盤底座和定位組件組裝在一起的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖2所示的砷化鎵晶圓用除氧托盤的定位組件的環(huán)形板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。

如圖1所示，一實(shí)施方式的砷化鎵晶圓用除氧托盤10，能夠在砷化鎵晶圓20的表面的氧化層的去除工藝中用于固定砷化鎵晶圓20。該砷化鎵晶圓用除氧托盤10包括底座100和定位組件200。

請一并參閱圖2和圖3，底座100上開設(shè)有貫通底座100且用于安裝砷化鎵晶圓20的安裝孔110，安裝孔110的側(cè)壁上設(shè)有限位凸起120。具體的，底座100為環(huán)形圓板，底座100的內(nèi)圈為安裝孔110，即安裝孔110為圓孔?？梢岳斫?，在其它實(shí)施例中，安裝孔110也不限于為圓孔，安裝孔110也可以為正方形、六邊形等等。

其中，底座100的熔點(diǎn)在1000℃以上，以確保底座100在砷化鎵晶圓20除氧工藝中高溫處理不會融化。具體的，底座100為鉬底座或不銹鋼底座。

進(jìn)一步的，限位凸起120為沿安裝孔110的一個(gè)開口設(shè)置一周，并與安裝孔110共軸設(shè)置，限位凸起120的內(nèi)圈的半徑與安裝孔110的半徑相差不超過1毫米，以盡可能地防止限位凸起120對砷化鎵晶圓20的表面的遮擋，以使砷化鎵晶圓20在加熱過程中能夠盡可能地暴露在熱輻射中。

可以理解，限位凸起120也不限于為沿安裝孔110的一個(gè)開口設(shè)置一周的結(jié)構(gòu)，在其它實(shí)施例中，限位凸起120為塊狀，此時(shí)，限位凸起120為多個(gè)，為多個(gè)沿安裝孔110的一個(gè)開口間隔設(shè)置一周。

定位組件200能夠與底座100固定連接，定位組件200與限位凸起120能夠分別與砷化鎵晶圓20的相對的兩個(gè)表面的邊緣相抵接而夾持固定砷化鎵晶圓20。其中，定位組件200的熔點(diǎn)在1000℃以上。

請一并參閱圖4，具體的，定位組件200包括環(huán)形板210和螺紋緊固件220，螺紋緊固件220能夠穿設(shè)于環(huán)形板210后與底座100固定連接，而將環(huán)形板210與底座100固定連接，其中，環(huán)形板210能夠與砷化鎵晶圓20的邊緣相抵接，并與限位凸起120共同配合夾持固定砷化鎵晶圓20。

其中，環(huán)形板210的熔點(diǎn)在1000℃以上。具體的，環(huán)形板210為鉬板或鉭板。

請一并參閱圖5，進(jìn)一步的，環(huán)形板210上開設(shè)有多個(gè)沿環(huán)形板210的內(nèi)圈間隔設(shè)置的缺口212，能夠給晶圓20在加熱過程中的形變提供一定的空間，防止晶圓20在加熱過程中的形變而造成環(huán)形板210發(fā)生形變，以使環(huán)形板210能夠重復(fù)利用。具體在圖示的實(shí)施例中，缺口212為5個(gè)。

進(jìn)一步的，環(huán)形板210的厚度為0.1毫米～2毫米，從而在保證環(huán)形板210不會變形的前提下，使環(huán)形板210盡可能薄。

進(jìn)一步的，當(dāng)環(huán)形板210固定在底座100上時(shí)，環(huán)形板210與安裝孔10共軸設(shè)置，環(huán)形板210的內(nèi)徑小于安裝孔110的直徑，且環(huán)形板210的內(nèi)徑與安裝孔110的直徑相差不超過2毫米，以盡可能地防止環(huán)形板210對砷化鎵晶圓20的表面的遮擋，以使砷化鎵晶圓20在加熱過程中能夠盡可能地暴露在熱輻射中。

其中，螺紋緊固件220的熔點(diǎn)均在1000℃以上。具體的，螺紋緊固件220為鉬螺絲或鉭螺絲。具體的，螺紋緊固件220為多個(gè)，多個(gè)螺紋緊固件220沿安裝孔110的周緣間隔設(shè)置。具體在圖示的實(shí)施例中，螺紋緊固件220為6個(gè)，可以理解，在其它實(shí)施例中，螺紋緊固件220也可以為2個(gè)、3個(gè)、5個(gè)或者大于6個(gè)。

可以理解，定位組件200也不限于為上述結(jié)構(gòu)，在其它實(shí)施例中，定位組件200還可以包括多個(gè)沿安裝孔110的周緣設(shè)置、且能夠轉(zhuǎn)動地安裝于底座100上的限位桿，此時(shí)，限位桿和限位凸起120分別與砷化鎵晶圓20的兩個(gè)相對的表面的邊緣相抵接而夾持砷化鎵晶圓20。然而，通過環(huán)形板210的形式限位，能夠使砷化鎵晶圓20固定地更加穩(wěn)固，因此，在本實(shí)施例中，定位組件200采用環(huán)形板210的形式。

請?jiān)俅我徊㈤唸D1和圖2，進(jìn)一步的，砷化鎵晶圓用除氧托盤10還包括透明的限位板300，限位板300能夠收容于安裝孔110內(nèi)，并能夠與限位凸起120相抵接，限位板300能夠與底座100共同配合形成用于安裝砷化鎵晶圓20的容置槽，當(dāng)限位板300收容于安裝孔110內(nèi)時(shí)，限位板300和定位組件200的環(huán)形板210共同配合夾持固定砷化鎵晶圓20。具體的，限位板300為圓形板；砷化鎵晶圓20、限位板300、環(huán)形板210和安裝孔110共軸設(shè)置。

其中，限位板300的熔點(diǎn)在1000℃以上。具體的，限位板300為氧化鋁板或碳化硅板；優(yōu)選的，限位板300為氧化鋁板，相對于碳化硅板，氧化鋁板的價(jià)格較為便宜，有利于降低生產(chǎn)成本。

進(jìn)一步的，限位板300的厚度為300微米～800微米，該厚度范圍內(nèi)的限位板300可以在保證透光性的前提下，給予砷化鎵晶圓20良好的機(jī)械支撐。更進(jìn)一步的，限位板300的厚度為400微米～500微米。

進(jìn)一步的，當(dāng)限位板300收容于安裝孔110內(nèi)時(shí)，限位板300遠(yuǎn)離限位凸起120的一面到底座100安裝有環(huán)形板210的一面的最小距離大于或等于砷化鎵晶圓20的厚度，以使當(dāng)砷化鎵晶圓20夾持在限位凸起120和限位板300之間時(shí)，砷化鎵晶圓20遠(yuǎn)離限位凸起120的一面與底座100平齊或者略高出底座100。

上述砷化鎵晶圓用除氧托盤10至少有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)上述砷化鎵晶圓20的底座100上開設(shè)有用于安裝砷化鎵晶圓20的安裝孔110，安裝孔110的側(cè)壁上設(shè)有限位凸起120，定位組件200能夠與底座100固定連接，定位組件200與限位凸起120能夠分別與砷化鎵晶圓20的相對的兩個(gè)表面的邊緣相抵接而夾持固定砷化鎵晶圓20，使得當(dāng)使用上述砷化鎵晶圓用除氧托盤10固定砷化鎵晶圓20時(shí)，只需將砷化鎵晶圓20安裝到安裝孔110中，再將定位組件200與底座100固定連接，以使砷化鎵晶圓20夾持在限位凸起120和定位組件200之間即可，操作十分簡單；且由于砷化鎵晶圓20是安裝在安裝孔110內(nèi)的，且限位凸起120和定位組件200通過夾持晶圓20的邊緣實(shí)現(xiàn)晶圓20的固定，使得砷化鎵晶圓20的相對的兩個(gè)表面能夠盡可能地暴露在熱輻射下，而無需使用Ga金屬涂層來傳導(dǎo)熱量和粘結(jié)固定底座100和砷化鎵晶圓20，從而避免了使用Ga金屬涂層導(dǎo)致的空氣空洞問題和Ga金屬涂層蒸發(fā)而導(dǎo)致GaAs晶圓20從樣品托上脫落的問題，因此，上述砷化鎵晶圓用除氧托盤10能夠簡化砷化鎵晶圓20的除氧工藝的操作、提高除氧效率且能夠較為穩(wěn)固地固定砷化鎵晶圓20。

同時(shí)由于砷化鎵晶圓20是安裝在安裝孔110內(nèi)的，且熔點(diǎn)均在1000℃以上的限位凸起120和定位組件200通過夾持晶圓20的邊緣實(shí)現(xiàn)晶圓20的固定，使得砷化鎵晶圓20的相對的兩個(gè)表面能夠盡可能地暴露在熱輻射下，能夠大大的降低砷化鎵晶圓的去氧化層的加熱溫度，以使砷化鎵晶圓20的去氧化層的溫度降低了整整200℃，降低了去氧能耗。

(2)通過設(shè)置能夠收容于安裝孔110內(nèi)的透明的限位板300，限位板300能夠與限位凸起120相抵接，且限位板300能夠與底座100共同配合形成用于安裝砷化鎵晶圓20的容置槽，以使砷化鎵晶圓20能夠夾持固定在限位板300和定位組件200之間，以使砷化鎵晶圓20能夠夾持固定在限位板300和定位組件200之間，從而達(dá)到支撐砷化鎵晶圓20以及透熱透光的效果，限位板300的使用也可以有效避免砷化鎵晶圓20在去氧過程中出現(xiàn)由于熱脹冷縮所導(dǎo)致的碎裂事故，而且設(shè)置限位板300還可以在配合壓片的情況下承載非規(guī)則晶圓片，進(jìn)行小尺寸的晶圓的去氧以及外延生長。而由于限位板300為透明的，熱源產(chǎn)生的輻射熱量能夠完全透過限位板300，而不會對晶圓20的熱輻射處理產(chǎn)生影響。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。