[实用新型]辅助加热器、加热装置以及包括该加热装置的CVD设备

说明书

本实用新型提供了一种用于加热可旋转基片承载台的加热装置，用以改善基片承载台上表面各区域的温度均匀性。该基片承载台具有旋转轴线，该加热装置位于基片承载台下方并与基片承载台在竖直方向上相隔一距离，加热装置包括一个或多个第一加热器以及多个辅助加热器，一个或多个第一加热器用于加热上方基片承载台的环形区域，多个辅助加热器处于所述环形区域下方，且所述多个辅助加热器与旋转轴线具有不同的距离，用于调节所述环形区域中局部区域的温度。

技术领域

本实用新型涉及一种辅助加热器，还涉及包括该辅助加热器的加热装置，以及包括该加热装置的化学气相沉积(CVD)设备。

背景技术

许多半导体元件通过化学气相沉积(CVD)的方式将半导体材料外延生长在基片上，上述基片基本上是圆盘状的多晶硅材料，一般称为晶圆。在进行此制程时，晶圆会维持高温且暴露在一种或多种化学前驱物的环境中，上述前驱物可以是在基片表面上进行反应或分解，产生符合期待的沉积物。用于化学气相沉积的前驱物一般包括金属，例如金属氢化物、卤化物、卤元素氢化物和有机金属化合物。上述前驱物会与例如为氮气的载气结合，但是并不产生明显的反应，上述载气及不需要的副产物可以通过反应室的出气口排出。

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)可以连续生成半导体化合物层，借以制作由三五族半导体材料形成的元件。三五族半导体材料包括发光二极管(LEDs)及其它例如是激光二极管、光学传感器及场效应晶体管的高效能晶片。在例如为蓝宝石或硅晶圆的基片上借由将有机镓化合物与氨进行反应，可以形成这种元件。在沉积氮化镓及相关化合物时，晶圆会保持在500℃至1200℃之间，因此一般会将加热器组件加热到1000℃至2200℃之间，借以达到晶圆制程温度。例如为压力及气体流速的许多制程参数也需控制，借以达到符合期待的晶体生长过程。在形成所有的半导体层之后，及在电性接点通过电性测试后，晶圆可以切割成单独的元件。

MOCVD反应器内的基片承载台上通常会同时装载多个基片，以提高加工效率。这使得基片承载台的加热系统面临着更严苛的挑战：必须保证基片承载台表面所有区域的基片都处于适当的温度范围。否则，处于不适当温度区域的基片上生长出的材料往往存在质量缺陷。

目前的氮化镓量产MOCVD设备主要应用于照明用蓝绿光LED的生产，对发光波长均匀性要求不高，一般波长均匀性小于2nm即可。但随着Mini-LED及Micro-LED在高端显示上的应用前景，单一显示器内一般要求波长均匀性小于+/-2nm，因此，对波长的均匀性也提出了更高的要求，需要波长均匀性小于0.8nm或更小，等同于在约800℃外延生长时整个外延片表面温度需要控制在约+/-1℃。这对外延生长过程中整个基片承载台温度的控制及对局部温场的细微调整提出了的更高需求。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于加热可旋转基片承载台的加热装置，所述基片承载台具有旋转轴线(OO’)，所述加热装置位于基片承载台下方并与所述基片承载台在竖直方向上相隔一距离，所述加热装置包括一个或多个第一加热器以及多个辅助加热器，所述一个或多个第一加热器用于加热上方基片承载台的环形区域，所述多个辅助加热器处于所述环形区域下方，且所述多个辅助加热器与旋转轴线具有不同的距离，用于调节所述环形区域中局部区域的温度，所述一个或多个第一加热器均包括：两个第一接线柱；连接所述两个第一接线柱的第一加热段，用于加热所述基片承载台，所述第一加热段包括多个弧形加热段以及用于连接不同弧形加热段的连接部；每个辅助加热器包括：两个辅助接线柱；连接所述两个辅助接线柱的辅助加热段，用于加热所述基片承载台。

可选地，每个所述辅助加热器中的辅助加热段的面积小于任一个所述弧形加热段的面积。

可选地，所述辅助加热段在所述第一加热段的下方。

可选地，所述辅助加热器的径向位置对应于相邻第一弧形加热段之间或者相邻第一加热器之间的间隙。