本技術(shù)涉及半導(dǎo)體外延設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種提升sic外延生長(zhǎng)穩(wěn)定性的承載裝置。

背景技術(shù)：

1、碳化硅(silicon?carbide,簡(jiǎn)稱sic)作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料的典型代表，具有臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高熱導(dǎo)率、高電子飽和漂移速度、大禁帶寬度、抗輻射能力強(qiáng)等特點(diǎn)，極大地提高了功率器件的能量轉(zhuǎn)換效率，滿足了下一代電力電子裝備更大功率、更小體積、更適應(yīng)高溫高輻射等惡劣環(huán)境的要求，在超高壓輸電網(wǎng)、新能源汽車以及軌道交通等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

2、與si器件不同，sic器件不能直接在單晶襯底上制作，而是在高質(zhì)量sic外延層上制備相應(yīng)的器件。這是由于目前sic單晶襯底雜質(zhì)較多，非故意摻雜離子含量較高，此外摻雜離子在sic單晶襯底上的擴(kuò)散系數(shù)較低，摻雜效果沒有外延摻雜效果明顯。通過(guò)在sic襯底上生長(zhǎng)高質(zhì)量的單晶sic外延層，可以在保持sic本身優(yōu)良特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化材料的性能。

3、目前，sic外延技術(shù)的主流方法是化學(xué)氣相沉積(chemical?vapor?deposition，簡(jiǎn)稱cvd)技術(shù)，cvd技術(shù)具有精細(xì)的控制、多元化的組分選擇、超薄化的膜厚控制、高品質(zhì)的材料特性等諸多優(yōu)勢(shì)。在sic外延技術(shù)中，石墨托盤及其石墨環(huán)在外延過(guò)程中起到了承載和固定晶圓的作用。但由于cvd設(shè)備不同腔室之間的熱場(chǎng)存在差異，會(huì)導(dǎo)致sic晶圓的翹曲度發(fā)生改變，這種翹曲度的變化致使sic晶圓在受到較大的外界作用力時(shí)容易滑出或跳出石墨托盤。晶圓滑出托盤后極易受到外界環(huán)境的污染，造成表面顆粒數(shù)量增加，嚴(yán)重影響sic晶圓的良率。此外，更為嚴(yán)重的情況是sic晶圓受到外力作用而掉落在腔室中，極大提高了裂片的風(fēng)險(xiǎn)。

4、因此，有必要提供一種能夠提升sic外延生長(zhǎng)穩(wěn)定性的承載裝置，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種夠提升碳化硅外延生長(zhǎng)穩(wěn)定性的承載裝置。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：提供一種碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其包括石墨托盤以及限位結(jié)構(gòu)，所述石墨托盤設(shè)有用于承載晶圓的承載凸臺(tái)，所述限位結(jié)構(gòu)包括石墨環(huán)以及多個(gè)限位臺(tái)，所述石墨環(huán)設(shè)于所述石墨托盤上并且其頂面高于所述承載凸臺(tái)，多個(gè)所述限位臺(tái)間隔地設(shè)于所述石墨環(huán)的頂面。

3、較佳地，多個(gè)所述限位臺(tái)沿所述石墨環(huán)的徑向等間距設(shè)置，以有效阻止所述石墨托盤內(nèi)邊緣翹曲的晶圓，從而防止晶圓滑出石墨托盤，保護(hù)晶圓，減少裂片的風(fēng)險(xiǎn)。

4、較佳地，各所述限位臺(tái)的高度相等或不等，以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)邊緣翹曲的晶圓的限位，更好的防止晶圓滑出石墨托盤。

5、較佳地，每一所述限位臺(tái)的高度均大于等于2mm，使所述限位臺(tái)的高度大于晶圓翹曲的高度，可有效防止晶圓在傳輸過(guò)程中在外力作用下滑出石墨托盤。

6、較佳地，所述限位臺(tái)呈長(zhǎng)方體形、正方體形、圓柱形或圓形結(jié)構(gòu)。

7、較佳地，所述限位臺(tái)的一端與所述石墨環(huán)的內(nèi)壁相齊平。

8、較佳地，所述凸臺(tái)的長(zhǎng)度與所述石墨環(huán)的寬度相對(duì)應(yīng)，且所述限位臺(tái)的兩端與所述石墨環(huán)的內(nèi)壁、外壁相齊平。

9、較佳地，所述石墨環(huán)呈圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述石墨環(huán)的寬度為13mm，所述石墨環(huán)的厚度為1.5mm，所述石墨環(huán)用于限制所述石墨托盤內(nèi)的晶圓，從而在晶圓傳輸或外延生長(zhǎng)過(guò)程中將其限制在所述石墨托盤內(nèi)。

10、較佳地，所述石墨托盤的邊緣設(shè)有圍繞所述承載凸臺(tái)的安裝部，所述石墨環(huán)安裝于所述安裝部且其頂面高于所述承載凸臺(tái)。

11、較佳地，所述石墨環(huán)的外壁與所述石墨托盤的側(cè)壁齊平或凸出于所述石墨托盤的側(cè)壁。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，在其石墨環(huán)的頂面臺(tái)間隔地設(shè)置多個(gè)限位臺(tái)，因此具有如下有益效果：

13、一、當(dāng)晶圓因溫場(chǎng)的不均勻而發(fā)生邊緣翹曲時(shí)，所述限位臺(tái)仍可以阻擋晶圓的邊緣，即便是在外力作用下，也可以有效防止晶圓滑出石墨托盤，從而有效保護(hù)晶圓，減少晶圓掉落及裂片的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也避免了晶圓滑出而受到的污染，提高晶圓的質(zhì)量；

14、二、本申請(qǐng)中的石墨環(huán)及其頂面的限位臺(tái)的設(shè)置，有效防止晶圓滑出，進(jìn)而使得在晶圓外延過(guò)程中，能夠避免因晶圓滑落而導(dǎo)致的石墨托盤的承載凸臺(tái)外延上sic晶體等產(chǎn)物而無(wú)法再次使用的情況發(fā)生，降低設(shè)備的維護(hù)成本；

15、三、本申請(qǐng)通過(guò)在所述石墨環(huán)的頂面間隔地設(shè)置多個(gè)限位臺(tái)，相較于整體加厚石墨環(huán)厚度的方式，本申請(qǐng)能大量減少原材料，進(jìn)而降低成本；

16、四、通過(guò)在所述石墨環(huán)的頂面設(shè)置限位臺(tái)，在人工放置晶圓時(shí)還可以起到提示作用，減少晶圓放置不當(dāng)所引起的二次操作的幾率，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，多個(gè)所述限位臺(tái)沿所述石墨環(huán)的徑向等間距設(shè)置。

3.如權(quán)利要求1所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，各所述限位臺(tái)的高度相等或不等。

4.如權(quán)利要求3所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，每一所述限位臺(tái)的高度均大于等于2mm。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，所述限位臺(tái)呈長(zhǎng)方體形、正方體形、圓柱形或圓形結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，所述限位臺(tái)的一端與所述石墨環(huán)的內(nèi)壁相齊平。

7.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，所述限位臺(tái)的長(zhǎng)度與所述石墨環(huán)的寬度相對(duì)應(yīng)，且所述限位臺(tái)的兩端與所述石墨環(huán)的內(nèi)壁、外壁相齊平。

8.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，所述石墨環(huán)呈圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述石墨環(huán)的寬度為13mm，所述石墨環(huán)的厚度為1.5mm。

9.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，所述石墨托盤的邊緣設(shè)有圍繞所述承載凸臺(tái)的安裝部，所述石墨環(huán)安裝于所述安裝部且其頂面高于所述承載凸臺(tái)。

10.如權(quán)利要求9所述的碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其特征在于，所述石墨環(huán)的外壁與所述石墨托盤的側(cè)壁齊平或凸出于所述石墨托盤的側(cè)壁。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開一種碳化硅外延生長(zhǎng)承載裝置，其包括石墨托盤以及限位結(jié)構(gòu)，所述石墨托盤設(shè)有用于承載晶圓的承載凸臺(tái)，所述限位結(jié)構(gòu)包括石墨環(huán)以及多個(gè)限位臺(tái)，所述石墨環(huán)設(shè)于所述石墨托盤上并且其頂面高于所述承載凸臺(tái)，多個(gè)所述限位臺(tái)間隔地設(shè)于所述石墨環(huán)的頂面。因此，當(dāng)晶圓因溫場(chǎng)的不均勻而發(fā)生邊緣翹曲時(shí)，所述限位臺(tái)仍可以阻擋晶圓的邊緣，即便是在外力作用下，也可以有效防止晶圓滑出石墨托盤，從而有效保護(hù)晶圓，減少晶圓掉落及裂片的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也避免了晶圓滑出而受到的污染，提高晶圓的質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：高偉,韓景瑞,丁雄傑,扆書樵,李錫光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東天域半導(dǎo)體股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240329
技術(shù)公布日：2024/12/10