[发明专利]具有倾斜边缘的晶片载体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请号为61/309995、申请日为2010年3月3日的美国临时专利申请的申请日之利益，其公开的内容因参考而纳入本文。

背景技术

本发明涉及用于应用活性气体处理基片的方法及装置，及在这种装置中应用的基片载体。例如，本发明可在半导体晶片等的基片上进行的，例如有机金属化学气相沉积法（“MOCVD”）的化学气相沉积中应用。

许多半导体器件是通过在基片上进行处理而形成的。基片典型地为结晶材料的片体，通常称为“晶片”。典型地，晶片通过生成大的结晶及把该结晶切成盘状而形成。在这种晶片上进行的一种常用的处理过程为外延生长。

例如，由如Ⅲ-Ⅴ族半导体等化合物半导体制成的器件，典型地为，通过应用有机金属化学气相沉积法或“MOCDV”，在化合物半导体上生长连续的层而形成。在这个处理过程中，晶片暴露在气体混合物中，气体混合物典型地包括作为Ⅲ族金属元素来源的有机金属化合物，还包括Ⅴ族元素的来源物质，气体混合物在晶片表面上方流动，而此时晶片被保持在较高的温度。典型地，有机金属化合物和Ⅴ族元素的来源物质与在反应过程中不明显参与的载体气体，例如氮气，混合。Ⅲ-Ⅴ族半导体的一个例子为氮化镓，其可通过有机镓化合物和氨在具有适当晶格间距的基片，如蓝宝石晶片，上反应而形成。典型地，在氮化镓及相关化合物沉积期间，晶片被保持在大约为500-1100℃的温度。

复合器件可通过在反应条件轻微不同，例如，为改变半导体的晶体结构和带隙而加入其他Ⅲ族或Ⅴ族元素的情况下，在晶片表面上连续地沉积许多层而制成。例如，在氮化镓为基底的半导体内，可以应用不同比例的铟、铝或二者以改变半导体的带隙。还可加入p型或n型搀杂剂，以控制每层的导电性。在所有半导体层形成后，典型地在涂制了适当的电触点后，晶片被切成单个的器件。如发光二极管（“LEDs”）、激光器等器件，及其他电子与光学器件，可以用这种方式制造。

在典型的化学气相沉积处理过程中，大量的晶片被承载在通常称为晶片载体的元件上，使得每个晶片的顶面都在晶片载体的顶面上暴露。然后把晶片载体放入反应室内，并保持在适当的温度，同时气体混合物从晶片载体表面的上方流过。在处理过程中，载体上各个晶片顶面上的所有点保持均一的条件是非常重要的。反应气体的化学成分及晶片表面温度的细小变化，都可能导致半导体器件成品性能的不期望的改变。

例如，在沉积镓铟氮化物层时，晶片表面温度或反应气体浓度的改变，将导致沉积层的化学成分和带隙的改变。因为铟具有相对高的气相压力，沉积层将在晶片温度较高的区域，具有较低比例的铟和较大的带隙。如果沉积层是LED结构的活性发光层，从该晶片上形成的LED的发射波长也将变化。因此，致力于保持均一的条件，本领域中之前已做出相当大的努力。

在工业中已广泛接受的一种类型的CVD装置，应用具有大量晶片承载区域的大盘形式的晶片载体，每个晶片承载区域适于承载一个晶片。晶片载体支撑在反应室内的转轴上，使得在晶片载体的顶面上，具有面向上朝着气体分配元件的晶片暴露表面。当转轴旋转时，气体向下引导至晶片载体的顶面上，并经顶面向晶片载体外周流动。使用过的气体通过位于晶片载体下方的排气口从反应室内排出，排气口绕转轴的轴线分布，典型地靠近反应室的外周。

使晶片载体保持在所需较高温度的加热元件，典型地为电阻加热元件，位于晶片载体底面下方。这些加热元件保持在高于晶片表面所需温度的温度，而气体分配元件典型地保持在远低于反应所需温度的温度，从而防止气体过早发生反应。因此，热量从加热元件传递至晶片载体的底面，并穿过晶片载体向上流至单个的晶片。

尽管在本领域中，之前致力于这种系统的优化付出了相当大的努力，但是这种系统仍需要进一步的改进。特别地，在MOCVD外延生长处理过程中，流经晶片载体整个直径的处理气体，若能提供更均一的扩散边界层，将是需要的。

发明内容

本发明提供了晶片载体、处理装置及处理晶片的方法。本发明的一个方面提供了晶片载体。晶片载体包括主体，主体限定中心轴、垂直于中心轴且大致为平面的顶面、低于顶面凹陷用于容纳晶片的容纳部。主体可包括沿顶面的外周向外突起的唇部。唇部可限定，从平顶面以远离中心轴径向向外的方向，向上倾斜的唇表面。主体可适于安装在处理装置的转轴上，使得主体的中心轴与转轴同轴。