[发明专利]用于LED外延晶圆制程的石墨承载盘

说明书

本发明公开了一种用于LED外延晶圆制程的石墨承载盘，包括若干个设置在承载盘上方的晶圆凹槽，用于置放外延晶圆衬底，其特征在于：所述承载盘的中心区域上设置有凸部结构，能够减小外延生长过程中的承载盘中心区域的涡流面积，改善内圈的外延晶圆朝向承载盘轴中心的局部区域发光强度偏低的问题，从而改善内圈的亮度均匀性，提升内外圈外延片的亮度整体均匀性。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种LED外延晶圆制程中使用的石墨承载盘。

背景技术

发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是一种固态半导体二极管发光器件，被广泛用于指示灯、显示屏等照明领域。

目前，LED外延晶圆（或称外延片）一般是通过金属有机化合物化学气相沉淀（英文为Metal-organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD）获得，其制程一般为：将外延晶圆衬底（如蓝宝石衬底）放入石墨承载盘（英文为Wafer carrier）的凹槽上，连同石墨承载盘一起被传入MOCVD反应室内，衬底连同石墨承载盘被一起加热到高温1000℃左右，反应室内通入有机金属化合物和III-V族气体，高温裂解后在晶圆衬底上重新聚合形成LED外延层。

如图1所示的传统的LED外延制程用石墨承载盘俯视图，其上分布为若干个设置在石墨承载盘上方的内圈晶圆凹槽100和外圈晶圆凹槽101，用于置放外延晶圆衬底。采用传统的MOCVD反应室生长LED外延片，如图2所示，由于从顶盖往下喷的高速旋转气流在石墨承载盘的中心位置会产生一定的热浮力对流，形成局部区域的涡流102，引起内圈的外延片（以衬底平边朝向承载盘中心为例）在靠平边约0~20mm区域的微小Pits的位错密度变多、XRD（002）面和XRD（102）面的半高宽较外延片中心区域偏大，引起该局部区域的非辐射复合发光变大，发光强度偏低（下降约40~60%），导致内圈的外延片产生亮度不均匀的问题。

发明内容

为解决以上现有技术不足，本发明提供一种LED外延晶圆制程的石墨承载盘，其用于外延生长的LED晶圆，改善外延生长过程中的气场均匀性，提高内圈与外圈之间的外延片的亮度均匀性。

本发明的技术方案为：用于LED外延晶圆制程的石墨承载盘，包括若干个设置在承载盘上方的晶圆凹槽，用于置放外延晶圆衬底，其特征在于：所述承载盘的中心区域上设置有凸部结构，其中心高边缘低，作为导流层，用于改善中心位置的涡流。

根据不同工艺参数的需要，可设置不同数量及不同尺寸的晶圆凹槽，晶圆凹槽的内外圈数量不局限为2圈，可为3圈或3圈以上。

进一步地，根据本发明，优选的是：所述凸部结构沿承载盘中心呈轴对称。

进一步地，根据本发明，优选的是：所述凸部结构的形状为半球状或曲面状或三角锥状。

进一步地，根据本发明，优选的是：所述凸部结构与所述承载盘在制作过程中为一体成型。

进一步地，根据本发明，优选的是：所述凸部结构通过键合或粘合形成于所述承载盘的中心区域上。

进一步地，根据本发明，优选的是：所述凸部结构的材料为石墨或碳化硅或钛金属或钨金属或前述任意组合。

进一步地，根据本发明，优选的是：所述凸部结构的宽度为10~60mm，高度为10~50mm。

本发明公开的石墨承载盘，通过在承载盘的中心区域上设置有凸部结构，能够减小外延生长过程中的承载盘中心区域的涡流面积，改善内圈的外延晶圆朝向承载盘轴中心的局部区域发光强度偏低的问题，从而改善内圈的亮度均匀性，提升内外圈外延片的亮度整体均匀性。

用于LED外延晶圆制程中的石墨承载盘，适用于LED外延制程的MOCVD方法。

附图说明