一种用于化学气相沉积的反应器及其晶片托架制造技术

本实用新型专利技术描述了一种用于化学气相沉积的反应器及其晶片托架，在本实用新型专利技术中，晶片托架在装载位置和沉积位置之间通过夹具进行迁移，晶片托架的底部具有与夹具对应的定位槽。定位槽减小晶片托架在迁移过程中的滑动或损坏。在沉积位置，晶片托架被可分离地安装在可旋转主轴的一端上。本实用新型专利技术同样描述了本实用新型专利技术的几个实施例和变型。本实用新型专利技术的优点包括更低的成本和部件更长的寿命，还有更好的温度控制。

A reactor for chemical vapor deposition and its wafer bracket

The utility model describes a reactor and a chip bracket used for chemical vapor deposition. In the utility model, the chip bracket is moved by a fixture between the loading position and the deposition position, and the bottom of the chip bracket has a positioning slot corresponding to the fixture. The positioning slot reduces the slide or damage of the wafer bracket during the migration process. In the deposition position, the wafer bracket is detachably mounted on one end of the rotatable spindle. The utility model also describes several embodiments and variants of the utility model. The advantages of the utility model include lower cost and longer life of components, and better temperature control.

【技术实现步骤摘要】
一种用于化学气相沉积的反应器及其晶片托架
本技术涉及半导体外延沉积装置领域，具体为一种用于化学气相沉积的反应器及其晶片托架。
技术介绍
化学气相沉积的反应器成长外延片需有晶片托架，不仅担任衬底的承载或固定，也常兼负温度传导及温度均匀的角色。石墨为良好的热导体且易于取得，所以常成为晶片托架的材质，氮化硼、碳化硅因为优异的耐腐蚀性，也常为材料之一。现有关于化学气相沉积的反应器，主要有水平反应器，喷洒式反应器及高转速反应器。晶片托架的传输、对位必须有特别的设计以之对应。现有的可旋转主轴定位孔常采用圆边矩形的设计，故晶片托架若要放置到可旋转主轴上，需在放置前进行定位，且可旋转主轴需在放置前定点，可旋转主轴与晶片托架的定位孔对准后才能放下。晶片托架传输过程中晃动而易产生位置偏移甚至导致晶片托架或衬底掉落。晶片托架与可旋转主轴存在对位的问题.稍微的偏移会出现撞击，造成晶片托架及可旋转主轴损坏。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种用于化学气相沉积的反应器，至少包括：用于承载晶片的晶片托架；可旋转主轴；对晶片托架加热的加热器；晶片托架通过夹具在装载位置和沉积位置之间进行迁移；在沉积位置，晶片托架被可分离地安装在可旋转主轴的一端上；晶片托架的底部具有与夹具对应的定位槽，定位槽具有防止夹具偏移的功能，减少晶片托架迁移过程由于振动造成的不良影响。根据本技术，优选地，定位槽为复数个。根据本技术，优选地，定位槽为相同或对称构造，定位槽的顶端设置在同一水平面。根据本技术，优选地，定位槽定位槽至少有一个开口。根据本技术，优选地，定位槽在晶片托架底部三角设置、五角设置或对称设置。根据本技术，优选地，定位槽设置在晶片托架的底部边缘区域。根据本技术，优选地，晶片托架厚度为10~30mm。根据本技术，优选地，定位槽深度小于晶片托架厚度的1/3。根据本技术，优选地，定位槽的顶端开口小于定位槽靠近晶片托架底部表面的开口。根据本技术，优选地，定位槽的顶端不与夹具接触。根据本技术，优选地，定位槽的顶端、定位槽靠近晶片托架底部表面具有倒角。根据本技术，优选地，倒角为圆角，圆角的半径为0.1~0.5mm。根据本技术，优选地，定位槽具有粗化表面。根据本技术，优选地，粗化表面的粗化度为1~20μm。根据本技术，优选地，晶片托架为石墨盘、钼盘、氮化硼或者碳化硅盘。在一些实施例中，晶片托架与可旋转主轴接触的底部有离散凹槽，在沉积位置，离散凹槽跟可旋转主轴的一端配合。同时本技术还公开了一种晶片托架，晶片托架用于上述技术方案中的用于化学气相沉积的反应器中。本技术的有益效果至少包括：1、定位槽设置有效防止夹具偏移或者晶片托架迁移过程由于振动造成的不良影响；2、在前一条的基础上，为了进一步提高定位槽跟夹具对晶片托架提供稳定的效果，设置复数个定位槽；3、定位槽深度小于晶片托架厚度的1/3，保证热场的稳定性，减少晶片托架的厚度变化造成晶片托架顶表面的温度变化；4、底部离散凹槽设计，增加晶片托架与可旋转主轴的接触面积，提高相互间的摩擦力，有利于晶片托架在可旋转主轴带动下做高速旋转。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1为第一个实施例的一种用于化学气相沉积的反应器示意图。图2为第一个实施例的晶片托架的底部示意图。图3为第一个实施例的晶片托架与夹具匹配示意图。图4为第一个实施例采用三角分布时，晶片托架的底部示意图。图5为第一个实施例采用五角分布时，晶片托架的底部示意图。图6为第二个实施例的晶片托架局部示意图。图7为第三个实施例的晶片托架局部示意图。图8为第四个实施例的晶片托架的底部示意图。附图标示：100、晶片，200、晶片托架，210、定位槽，220、倒角，230、凹槽，300、可旋转主轴，400、加热器，500、夹具。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本技术的保护范围之内。实施例1参看图1和图2，本实施提供一种用于化学气相沉积的反应器以及其使用的晶片托架，反应器的功能之一为在衬底晶片100上生长半导体外延层，至少包括：用于承载一个或多个晶片100的晶片托架200，晶片托架200根据材质可以选择为石墨、钼、氮化硼或者碳化硅；为晶片托架200提供旋转驱动的可旋转主轴300；对晶片托架200加热的加热器400，加热器400可以为半导体外延生长提供合适温场；参看图3，晶片托架200通过夹具500在装载位置和沉积位置之间进行迁移，在转载位置完成放置晶片100或取出晶片100的操作；在沉积位置，晶片托架200被可分离地安装在可旋转主轴300的一端上，在沉积位置进行外延生长；晶片托架200的底部具有与夹具500对应的定位槽210，定位槽210具有防止夹具500偏移的功能，减少晶片托架200迁移过程由于振动造成的不良影响，定位槽210为单个或者复数个。本实施例采用复数个相同或对称构造的定位槽210，定位槽210的顶端设置在同一水平面。定位槽210开槽包括封闭式、半封闭式或者开放式设置等多种方式，这里所说的封闭式为定位槽只有一个开口，例如盲孔设计，所说半封闭式为定位槽有两个开口，所说的开发式设置为定位槽至少3个开口。参看图4和图5，定位槽210在晶片托架200底部三角设置、五角设置或其他对称设置。根据本实施例定位槽210设置在晶片托架200的底部边缘区域，采用双条槽体、开发式、平行对称设置，方便使用时夹具500与定位槽210匹配，对晶片托架200进行迁移以及与可旋转主轴300对位。实施例2参看图6，本实施例的晶片托架200厚度D1为10~30mm，相关测试表明，在晶片托架200上每产生的高度差，将造成显著的温度差，本实施例在实施例1的基础上对定位槽210深度D2进行控制，保证热场的稳定性，减少晶片托架200的厚度变化造成晶片托架200顶表面的温度变化，定位槽210深度D2小于晶片托架200厚度的1/3并且定位槽210深度小于10mm。实施例3参看图7，本实施例跟实施例1的区别在于，为了让定位槽210跟夹具500更好的接触，定位槽210的顶端开口小于定位槽210靠近晶片托架200底部表面的开口，根据本实施例，在沉积位置，夹具500与定位槽210配合时，夹具500并不与定位槽210顶端接触，预留有空间以释放热应力，降低高温造成夹具500与定位槽210配合的不良影响。定位槽210的顶端、定位槽210靠近晶片托架200底部表面具有倒角220。本实施例采用圆倒角，圆倒角的半径为0.1~0.5mm。进一步的，增加定位槽2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于化学气相沉积的反应器，至少包括：用于承载晶片的晶片托架；可旋转主轴；对晶片托架加热的加热器；晶片托架通过夹具在装载位置和沉积位置之间进行迁移；在沉积位置，晶片托架被可分离地安装在可旋转主轴的一端上；其特征在于，晶片托架的底部具有与夹具对应的定位槽，定位槽具有防止夹具偏移的功能。

【技术特征摘要】
1.一种用于化学气相沉积的反应器，至少包括：用于承载晶片的晶片托架；可旋转主轴；对晶片托架加热的加热器；晶片托架通过夹具在装载位置和沉积位置之间进行迁移；在沉积位置，晶片托架被可分离地安装在可旋转主轴的一端上；其特征在于，晶片托架的底部具有与夹具对应的定位槽，定位槽具有防止夹具偏移的功能。2.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽为复数个。3.根据权利要求2所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽为相同或对称构造，定位槽的顶端设置在同一水平面。4.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽至少有一个开口。5.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽在晶片托架底部三角设置、五角设置或对称设置。6.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽设置在晶片托架的底部边缘区域。7.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：晶片托架厚度为10~30mm。8.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽深度小于晶片托架厚度的1/3。9.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽深度小于10mm。10.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽的顶端开口小于定位槽靠近晶片托架底部表面的开口。11.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：在沉积位置，定位槽的顶端不与夹具接触。12.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：定位槽的顶端、定位槽靠近晶片托架底部表面具有倒角。13.根据权利要求12所述的一种用于化学气相沉积的反应器，其特征在于：倒角为圆角，圆角的半径为0.1~0.5mm。14.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中英，韦大曼，黄文嘉，洪伟，
申请(专利权)人：厦门三安光电有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35