基座支撑结构和外延生长设备制造技术

本发明专利技术提供了一种基座支撑结构和外延生长设备，属于半导体制造技术领域。基座支撑结构，用于支撑外延生长设备中的基座，所述基座支撑结构包括支撑柱，以及，由所述支撑柱向外延伸的锥形的支撑曲面，所述支撑曲面采用透明材质。本发明专利技术的技术方案能够提高外延片表面的电阻率均一性。电阻率均一性。电阻率均一性。

【技术实现步骤摘要】
基座支撑结构和外延生长设备


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种基座支撑结构和外延生长设备。

技术介绍

[0002]外延生长是指在单晶硅衬底上，通过外延(Epitaxy)技术生长一层单晶薄膜(晶向与衬底晶向一致)的工艺过程。外延片的整个生产流程包括长晶(多晶硅料拉制硅晶棒)
→
成型(切片研磨)
→
抛光(双面抛光)
→
清洗(去除表面微粒、金属离子和有机物)
→
外延(气相沉积)五大工序，其中外延作为最后一道重要工序，可以改善晶圆的晶体性质、原生缺陷、电阻率以及平坦度等。
[0003]一般情况下，外延生长设备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晶圆的基座，用于支撑基座的基座支撑杆，其中，基座支撑杆起到固定基座以及带动基座转动的作用，以使得外延生长能够在晶圆上均匀进行。石英钟罩外，设置有负责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。
[0004]现有技术中，由于基座支撑杆的存在，基座被基座支撑杆遮蔽部分的温度与其他部分的温度之间产生差异，导致基座整体的温度不均匀，进而导致外延片表面外延层的电阻率均一性较差，外延层电阻率的均一性会直接影响半导体的电学性能。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基座支撑结构和外延生长设备，能够提高外延层电阻率的均一性。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：
[0007]一种基座支撑结构，用于支撑外延生长设备中的基座，所述基座支撑结构包括支撑柱，以及，由所述支撑柱向外延伸的锥形的支撑曲面，所述支撑曲面采用透明材质。
[0008]一些实施例中，沿靠近所述支撑柱的方向，所述支撑曲面的厚度逐渐减薄。
[0009]一些实施例中，所述支撑曲面靠近所述支撑柱的部分的厚度为2
‑
3mm；
[0010]所述支撑曲面靠近所述基座的部分的厚度为4
‑
5mm。
[0011]一些实施例中，所述支撑曲面的曲率半径为160
‑
180mm，角度为130
°‑
150
°
。
[0012]一些实施例中，所述支撑曲面与所述支撑柱的材质相同。
[0013]一些实施例中，所述支撑曲面采用石英材质。
[0014]一些实施例中，所述支撑曲面的中心轴与所述支撑柱的轴线位于同一直线上。
[0015]一些实施例中，所述基座支撑结构还包括：
[0016]设置在所述支撑曲面的端部，用于支撑基座的基座支撑销，所述基座支撑销的延伸方向与所述支撑柱的延伸方向相同。
[0017]本专利技术实施例还提供了一种外延生长设备，包括：
[0018]由相对设置的两个石英钟罩合围形成的反应腔室；
[0019]基座，位于所述反应腔室内，用于承载晶圆；
[0020]加热结构，用于对所述反应腔室提供热量；
[0021]以及上述的基座支撑结构。
[0022]一些实施例中，所述加热结构包括上灯模组和下灯模组，所述下灯模组设置在所述支撑曲面远离所述基座的一侧。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]本实施例中，基座支撑结构通过面状的支撑曲面来支撑基座，在进行外延生长时，下灯模组产生的热辐射透过支撑曲面为外延生长提供热量，由于支撑曲面采用透明材质，能够减少对下灯模组产生的热量的反射和折射，使得尽可能多的热量到达基座中心区域，保证基座承载的晶圆的中心位置的温度，使得晶圆的中心位置的温度与边缘位置的温度趋于一致，进而提高晶圆上生长的外延层电阻率的均一性。
附图说明
[0025]图1表示相关技术外延生长设备的结构示意图；
[0026]图2表示相关技术中制备的外延晶圆的外延层电阻率分布示意图；
[0027]图3表示相关技术中制备的外延晶圆的外延层直径方向35点的电阻率数据示意图；
[0028]图4表示本专利技术实施例外延生长设备的结构示意图；
[0029]图5表示本专利技术实施例支撑曲面的截面示意图。
[0030]附图标记
[0031]1 上部石英钟罩
[0032]2 下部石英钟罩
[0033]3 卤素灯
[0034]4 支撑柱
[0035]5 预热环
[0036]06 支撑臂
[0037]6 支撑曲面
[0038]7 出气口
[0039]8 基座
[0040]9 进气口
[0041]10 晶圆
[0042]11 工艺气体
具体实施方式
[0043]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]图1表示外延生长设备的结构示意图，如图1所示，外延生长设备包括上部石英钟罩1，下部石英钟罩2，卤素灯3，支撑柱4，预热环5，支撑臂06，出气口7，基座8和进气口9。上
部石英钟罩1和下部石英钟罩2组成的结构内部设置有用于放置晶圆10的基座8，支撑臂06以及晶圆支撑杆，其中，支撑臂06起到固定基座8以及带动基座8转动的作用，以使得外延生长能够在晶圆10上均匀进行。在石英钟罩外，设置有负责提供反应能量的加热模组，加热模组包括卤素灯3，通过热辐射的方式为反应提供热量。在进行外延生长时，向石英钟罩内通入工艺气体11，在晶圆10上进行化学气相沉积反应，生成外延晶圆。
[0045]在外延生长过程中，电阻率的均一性会直接影响半导体的电学性能。电阻率的大小主要依赖于温度、压力与掺杂浓度。因此温度分布的均匀与否会极大的影响到电阻率的均一性，在其它工艺参数都保持一致的情况下，温度越高电阻率越小，反之，温度越低电阻率越大。
[0046]如图1所示，现有外延生长设备中，卤素灯3产生的光线在经过支撑臂06时，一部分光线透过支撑臂06之间的间隙到达基座8，一部分光线被支撑臂06反射或折射，而不能到达基座8。这样由于支撑臂06的存在，基座8被支撑臂06遮蔽的部分的温度与其他部分的温度之间产生差异，基座8被支撑臂06遮蔽的部分的温度低于其他部分的温度，从而导致基座8整体的温度不均匀，导致基座8承载的晶圆10受热不均匀，晶圆R/2附近的电阻率偏大，从而导致外延晶圆表面电阻率均一性较差。也就是说，支撑臂06会影响热场的分布，最终导致外延层电阻率的差异。图2表示相关技术中制备的外延晶圆的外延层电阻率分布示意图，其中，外延层的直径为300nm，在图中出现了明显的颜色比较深的区域，这些区域对应了支撑臂06的位置，这些区域的外延层的电阻率会比较大。
[0047]图3表示相关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基座支撑结构，用于支撑外延生长设备中的基座，其特征在于，所述基座支撑结构包括支撑柱，以及，由所述支撑柱向外延伸的锥形的支撑曲面，所述支撑曲面采用透明材质。2.根据权利要求1所述的基座支撑结构，其特征在于，沿靠近所述支撑柱的方向，所述支撑曲面的厚度逐渐减薄。3.根据权利要求1所述的基座支撑结构，其特征在于，所述支撑曲面靠近所述支撑柱的部分的厚度为2
‑
3mm；所述支撑曲面靠近所述基座的部分的厚度为4
‑
5mm。4.根据权利要求1所述的基座支撑结构，其特征在于，所述支撑曲面的曲率半径为160
‑
180mm，角度为130
°‑
150
°
。5.根据权利要求1所述的基座支撑结构，其特征在于，所述支撑曲面与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹏欢，王力，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：