防止晶圆衬底旋转的分子束外延用衬底托板的制作方法

本实用新型涉及电子元器件技术领域，特别涉及一种防止晶圆衬底旋转的分子束外延用衬底托板。

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技术在其诞生之初主要用于科学研究，而近年来随着MBE技术的发展和产业界不断深入的应用需求，MBE技术生产的半导体外延材料得到了广泛的应用。MBE生产的半导体外延片常采用4英寸甚至更大的晶圆衬底，绕转轴旋转的转动惯量较大，因此在生产过程中容易发生衬底与衬底托板之间的相对旋转，这会造成衬底边缘产生划痕及表面杂质颗粒的增多，而且晶圆切边旋转至衬底托盘上的不合适角度时，直线的切边会和圆弧状的载片台面脱离接触，形成漏热孔，从而导致衬底切边附近形成温度梯度，在生长过程中引起热应力位错线的增多及生长不均匀，将对外延片的质量构成恶劣影响。

MBE使用的衬底托板对其材料纯度、洁净度和耐温性能有很高要求，需要采用高纯度的钼加工而成，并且难以设计复杂的机械结构来固定晶圆切边。目前为了防止晶圆衬底在衬底托板内旋转，采用的是载片台面带有切边的衬底托板，即载片台面边缘的形状与带切边的晶圆衬底形状一致，放入晶圆衬底后，晶圆衬底的切边和载片台面的切边贴合，晶圆衬底在载片台面上不会发生明显的相对旋转。由于衬底托板材料和衬底材料的热膨胀系数不一致，故载片台面需要设计得略大于衬底。

由于晶圆衬底和带切边的衬底托板之间存在一定旷量，故还是会发生少许的相对旋转，届时衬底切边的一角会顶住载片台面边缘，使衬底卡住，升温或降温时可能使衬底被衬底托板挤碎，还可能导致生长完毕后难以从衬底托板上取下外延片，在取下的过程中也容易发生外延片的碎裂。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种防止晶圆衬底旋转的分子束外延用衬底托板，能缩减衬底与载片环形台接触面积，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：一种防止晶圆衬底旋转的分子束外延用衬底托板，包括环状的本体，所述本体的中心设有表面低于本体上表面的外环形台以及低于所述外环形台的内环形台，所述内环形台用于托承晶圆衬底，所述外环形台上开有一个面向晶圆衬底的凹槽，所述凹槽内设有一个能接触晶圆衬底的底面的切片卡块。

具体的，所述切边卡块的水平面投影呈梯形，梯形的顶边长度是底边长度的25-50％且底边比顶边更靠近本体的中心。

进一步的，所述顶边与所述凹槽的侧壁之间留有缝隙。

具体的，所述切边卡块的厚度比外环形台与内环形台的高度差大0.02-0.50mm。

具体的，所述内环形台的内边缘在水平面上的投影呈弓形，弓形的直边靠近所述凹槽且长度等于凹槽的宽度。

采用上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：

本衬底托板具有切边卡块能够顶住晶圆衬底的切边，防止晶圆衬底与衬底托板之间发生相对转动，造成衬底边缘产生划痕及表面杂质颗粒的增多。

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。

图中标记为：

1-本体，11-内环形台，12-外环形台，13-凹槽；2-切边卡片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

如图1和图2所示，一种分子束外延用衬底托板，包括环状的本体1，本体1的中心设有表面低于本体1上表面的外环形台12以及低于外环形台12的内环形台11，内环形台11用于托承晶圆衬底，外环形台12上开有一个宽度与晶圆切边相等的凹槽13，凹槽13内设有一个能接触晶圆切边的切片卡块2。晶圆衬底放在内环形台11上，外环形台12上放置用来将晶圆衬底压住的热辐射阻挡环，晶圆切边朝向凹槽13，切片卡块2会贴合晶圆切边，这样就能避免晶圆衬底在移动过程当中移动而带来划痕。

如图2所示，切边卡块4的水平面投影呈梯形，梯形的顶边长度是底边长度的25-50％，底边比顶边更靠近本体1的中心。这样底边与晶圆切边的接触长度比较长，能够更好地避免晶圆衬底转动。

如图1和图2所示，顶边与凹槽13的侧壁之间留有缝隙。当晶圆衬底因温度变化发生膨胀时，切边卡块4仍有一定的位移空间，防止晶圆衬底卡在衬底托板上难以取出或因应力导致晶圆衬底碎裂的问题。

如图1所示，切边卡块4的厚度比外环形台12与内环形台11的高度差大0.02-0.50mm。切边卡块4能与热辐射阻挡环直接接触，避免热辐射阻挡环相对晶圆衬底滑动而产生划痕。

如图2所示，内环形台11的内边缘在水平面上的投影呈弓形，弓形的直边靠近凹槽13且长度等于凹槽13的宽度。弓形内环形台11结构能够适应晶圆切边结构，防止两者之间形成漏热孔造成生长不均匀及外延片质量下降问题。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。