[发明专利]使基底通过负压夹紧的衬托器以及用于外延沉积的反应器

说明书

用于外延沉积反应器的衬托器包括盘形部分(11、12)，该盘形部分适于水平放置并且在顶部处具有至少一个圆柱形的袋(200)，待经受外延沉积工艺的基底(100)放置在该袋处；袋(200)具有底部；流体连接到吸气系统(300)的一个或更多个导管(13)在袋(200)的底部上开口；当基底(100)被放置在袋(200)的底部上并且吸气系统(300)处于工作状态时，基底(100)保持附着到袋(200)的底部。特别地：上部主体(12)在上方具有袋(200)，导管(13)仅竖直地穿过上部主体(12)，导管(13)流体连接到集气室(14)，集气室在袋(200)下方位于下部主体(11)和上部主体(12)之间，集气室(14)流体连接到吸气系统(300)；由此当基底(100)被放置在袋(200)的底部上并且吸气系统(300)处于工作状态时，下部主体(11)和上部主体(12)保持结合。

发明领域

本发明涉及用于外延沉积反应器的衬托器以及包括这样的衬托器的外延沉积反应器。

现有技术

在用于在基底(也称为“晶片”)上外延沉积的反应器的反应室中，该反应室具有盘形衬托器(例如，参见图1中的元件10)，该衬托器用于水平支撑一个或更多个盘形基底(图1中的100)并且与加热系统(例如，参见图3中的元件40)相关联，通常将盘形基底(图1中的100)容纳在衬托器(图1中的10)的袋(pocket)(图1中的200)内。所述袋的底部适当地成形并且深度是合适的，通常与基底的厚度相当。衬托器的厚度比基底的厚度大得多，通常至少大十倍。

在室温，基底的形状是基本上平坦的。

然而，在反应器中的处理期间，面对温度的差异(例如，在基底的厚度方向上和/或在基底的半径方向上)，基底经历变形，特别是它们采取非平面形状。这发生在例如瞬变期间，当基底从低温(例如，室温)被加热到高温(例如，沉积温度)时，以及当它们被冷却时，或者在外延生长期间，由于例如沉积本身引起的厚度变化。

在基底的两侧的温差主要取决于所使用的加热系统(例如，灯、电阻、感应)。

在感应反应器(induction reactor)的特定情况下，更靠近衬托器(即，与其完全或部分接触)的基底表面比更远离衬托器(即，相对)的基底表面更热，并且基底采取具有面向衬托器的凸面的球冠表面的大致形状。如果基底仅在基底的中心区域与衬托器接触以及当基底仅在基底的中心区域与衬托器接触时，这样的变形增加，这也导致基底中的径向温差。

在这种情况下，使用具有成形底部的袋，特别是凹的，而不是平坦的(像基底那样)。通过适当地成形袋的底部的形状，在反应器中的处理期间确保了基底和袋之间更好的接触，并从而确保了基底更大的温度均匀性。这样的解决方案在于使衬托器的形状，且特别是袋的形状适应由基底所采取的形状，用于限制基底中的温差。

通常，基底在其在反应器中的处理期间的温差导致热应力，并且热应力导致被处理的基底的结晶学性能和电学性能的缺陷。

根据现有技术，衬托器(图1中的10)的袋可以是例如如图2A、2B和2C中所示的；图2A中的袋具有对应于圆周的周边形状(即是几乎完美的圆柱形)，并且适于容纳几乎完美的圆柱形的基底100A；图2B中的袋具有对应于圆周的周边形状(即是几乎完美的圆柱形)，并且被设计成容纳具有小的横向平直部的圆柱形基底100B(即它是基本上圆柱形的)；图2C中的袋具有对应于具有小的平直部的圆周的周边形状(即是基本上圆柱形的)并且适于容纳具有小的横向平直部的圆柱形基底100C(即其是基本上圆柱形的)。

概述

根据本发明，重要的是在基底和衬托器之间的接触(在袋内)是规则的且均匀的，使得基底的加热是均匀的，特别是防止由反应器处理的基底中的结晶缺陷。

优选地，这样的接触在基底的加热期间和在基底上外延沉积工艺期间以及在基底的冷却期间必须是规则的且均匀的。