[实用新型]分子束外延系统使用的衬底托板有效

专利信息
申请号: 201821076288.0 申请日: 2018-07-09
公开(公告)号: CN208829793U 公开(公告)日: 2019-05-07
发明(设计)人: 陈意桥;陈超;颜全;赵曼曼 申请(专利权)人: 苏州焜原光电有限公司
主分类号: C30B25/12 分类号: C30B25/12;C23C16/458
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 215000 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 分子束外延系统 衬底托板 环形台 衬底 电子元器件 热均匀性 有效减少 衬底托 穿透的 热扩散 热应力 上表面 外边缘 台面 载片 轴向
【说明书】:

本实用新型属于电子元器件技术领域,涉及一种分子束外延系统使用的衬底托板,包括轴向穿透的本体,所述本体的中心设有表面低于本体上表面的环形台以及低于环形台的台面,所述台面的外边缘高于其内边缘。本衬底托板能缩减衬底与载片台阶接触面积,有效减少二者之间的热扩散,从而提高衬底的热均匀性以及减少热应力线的产生。

技术领域

本实用新型涉及电子元器件技术领域,特别涉及一种分子束外延系统使用的衬底托板。

背景技术

分子束外延(MBE)技术是一种半导体材料的外延生长技术,在超高真空腔体中,通过热蒸发、裂解多种元素的超高纯单质并形成原子或分子束流,然后在一定温度的单晶衬底上混合并以原子层级别的精度外延生长为具备特定组分的半导体材料。MBE设备均采用热辐射来加热衬底,衬底被放置在具有与衬底大小相对应尺寸的孔及载片台阶的衬底托板上。衬底边缘一定面积的表面是紧贴在衬底托板的载片台阶上的,由于衬底托板与衬底在材质、厚度、比表面积等物理性质上存在显著差异,因此在加热衬底时,衬底边缘和衬底托板之间必然存在温差,二者之间的热扩散将导致衬底边缘附近形成不均匀的温度梯度,从而造成衬底边缘附近的热分布异于衬底中心,进一步地,将导致生长后的外延片表面形成热应力位错线使外延片形成表面台阶并且容易破碎,而且在进行对衬底温度非常敏感的外延生长工艺时,衬底表面温度的不均匀将导致衬底各处材料组分、外延质量、生长速率的不均匀,降低了外延片产品的良率。同时,由于衬底和载片台阶之间的面接触,使得外延片边缘的表面容易被污染或产生划痕,降低了衬底的可利用面积。

常规的衬底托板由高纯钼加工而成,外形是一个具有一定厚度的圆板,圆板上有一个或多个圆孔,每个圆孔的边缘带有2级台阶,即每个圆孔由3个由下至上依次排列的同心圆组成:最下一级圆为圆孔的通孔;中间一级圆的直径略大,与最下一级圆形成的水平台阶面即为载片台阶面;最上一级圆具有三个圆之间最大的直径,与中间一级圆形成的水平台阶面为放置热辐射阻挡环的台阶面;最上一级圆与衬底托盘上表面构成的台阶为限制热辐射阻挡环移动的台阶。

在使用常规的衬底托板时,衬底边缘一定面积的表面是紧贴在衬底托板的水平载片台阶面上的,由于衬底托板与衬底在材质、厚度、比表面积等物理性质上存在显著差异,因此在加热衬底时,衬底边缘和衬底托板之间必然存在温差,二者之间的热扩散将导致衬底边缘附近形成不均匀的温度梯度,从而造成衬底边缘附近的热分布异于衬底中心,进一步地,将导致生长后的外延片表面形成热应力位错线使外延片形成表面台阶并且容易破碎,而且在进行对衬底温度非常敏感的外延生长工艺时,衬底表面温度的不均匀将导致衬底各处材料组分、外延质量、生长速率的不均匀,降低了外延片产品的良率。同时,由于衬底和载片台阶之间的面接触,使得外延片边缘的表面容易被污染或产生划痕,降低了衬底的可利用面积。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种分子束外延系统使用的衬底托板,能缩减衬底与载片台阶接触面积,有效减少二者之间的热扩散,从而提高衬底的热均匀性以及减少热应力线的产生。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的:一种分子束外延系统使用的衬底托板,包括轴向穿透的本体,所述本体的中心设有表面低于本体上表面的环形台以及低于环形台的台面,所述台面的外边缘高于其内边缘。

具体的,所述本体的外形呈环状。

具体的,所述台面为球面的一部分。

进一步的,所述台面的径向宽度为1-6mm,所述球面的球径是台面外径的1.4-70倍。

采用上述技术方案,本实用新型技术方案的有益效果是:

本衬底托板能缩减衬底与载片台阶接触面积,有效减少二者之间的热扩散,从而提高衬底的热均匀性以及减少热应力线的产生。

附图说明

图1为实施例衬底托板的全剖视图;

图2为实施例衬底托板的俯视图。

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