外延生长用晶片载盘的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种晶片载盘，该晶片载盘包括若干个设置在载盘下方的突出部，用于储存受热过程中的热量，减缓制程中气流流动造成的温度变化，调节载盘的整体温度均匀，使得处于盘面的晶片生长温度一致，改善晶片的波长均匀性；且可以充分利用载盘表面边缘的空间，用以容纳更多晶片，增加资源的利用率，增加产能。
【专利说明】外延生长用晶片载盘
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LED发光二极管外延（Epitaxy)晶圆制程中使用的晶片载盘（Wafer carrier)。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 现阶段制备LED晶圆片的方法主要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 M0CVD)实现，可以简述其流程如下：将 外延晶圆片（如蓝宝石衬底/Si衬底)放入石墨承载盘（Wafer carrier)的凹槽上，将其与石 墨承载盘一起传入M0CVD反应室内，通过将反应室温度加热到设定好的温度，并配合通入 有机金属化合物和五族气体，使它们在晶圆片上断开化学键并重新聚合形成LED外延层。
[0004] 在LED发光二极管外延晶圆制程中，由于晶圆片各位置所处的温度直接受到晶片 载盘的影响，因此晶片载盘结构对外延良率起到重要作用，其成为业界研究的重点，而目前 所使用的晶片载盘背面其中心区域与边缘结构相同，在生产过程中，因受M0CVD机台结构 影响，边缘气流流速较中心区域略快，其气流的快速运动导致晶片载盘边缘温度较中心区 域偏低，温度变化速率偏快，从而使得边缘与中心位置的晶片生长温度有差，影响最终的晶 片良率；同时由于边缘区域温度有差异，从而使得晶片载盘的边缘区域无法得到有效利用， 造成盘面的资源浪费。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明旨在提供一种用于LED外延晶圆制程的晶片载盘，其具有 稳定均匀的盘面温度，使得处于盘面的晶片生长温度一致，改善晶片的波长均匀性；且可以 充分利用承载盘表面边缘的空间，用以容纳更多晶片，增加资源的利用率，增加产能。
[0006] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0007] 外延生长用晶片载盘，包括置于载盘正面的围绕载盘中心排列的若干个凹槽，用 于容纳晶片衬底，所述凹槽的背面设置有突出部，所述突出部为以载盘中心为圆心的同心 圆结构，且所述突出部位于远离圆心的位置；所述突出部用于储存受热过程中的热量，减缓 制程中气流流动造成的温度变化，调节载盘的整体温度均匀。因为根据热能公式Q= △ t*m*C (比热容是C ;质量是m ; At是温度差(加热放热前后))可知：当材质相同时，比热容一致，最 终温度差一致时，凹槽背面的突出部结构使得其对应的局部盘体处的质量增加，进而对储 存的热能较无突出部对应的局部盘体偏多，当该突出部对应载盘表面温度变化时，其储存 的热能释放，从而可减缓载盘表面的温度变化速度，减小其与载盘其它区域的温度差异，进 而调节载盘的整体温度均匀。
[0008] 优选的，所述突出部由厚度均匀的环状结构。
[0009] 优选的，所述突出部为沿圆心至边缘方向厚度逐渐增加的环状结构。
[0010] 优选的，所述突出部的厚度Η范围为0. lmnT4mm。
[0011] 优选的，所述承载盘的直径D1与突出部外径D2关系与突出部内径D3为： 0 彡 D1-D2 彡 20mm ;0 彡 D2-D3 彡 100mm。
[0012] 优选的，所述突出部的构成材质与晶片载盘相同，为载盘的组成部分。
[0013] 优选的，所述突出部截面为矩形或梯形或扇形。
[0014] 本实用新型的有益效果：本实用新型公开的晶片载盘，该晶片载盘包括若干个设 置在载盘下方的突出部，用于储存受热过程中的热量，减缓制程中气流流动造成的温度变 化，调节载盘的整体温度均匀，使得处于盘面的晶片生长温度一致，改善晶片的波长均匀 性；且可以充分利用载盘表面边缘的空间，用以容纳更多晶片，增加资源的利用率，增加产 能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0016] 图1是典型的LED外延用晶片载盘背面图。
[0017] 图2是典型的LED外延用晶片载盘正面图。
[0018] 图3是典型的LED外延用晶片载盘剖面图。
[0019] 图4是实施例1之矩形截面突出部的晶片载盘剖面图。
[0020] 图5是具有突出部的晶片载盘背面图。
[0021] 图6是实施例2之梯形截面突出部的晶片载盘剖面图。
[0022] 符号说明
[0023] 1、晶片载盘的背面；2、晶片载盘的背面边缘；3、晶片载盘的中心轴；4、晶片载盘 的外侧晶圆凹槽；5、晶片载盘的内侧晶圆凹槽；6、晶片载盘的正面；7、晶片载盘的正面边 缘；8、在生长时经过晶片载盘正面的气流；9、突出部。
[0024] 实施例1
[0025] 参照图图5所示，一种LED外延晶圆制程的晶片载盘，包括：10个4英寸外侧 晶圆凹槽4和4个4英寸内侧晶圆凹槽5,用以容纳晶圆片；晶片载盘的上边缘7以及设置 在晶片载盘中心的轴孔3 ;其中，晶片载盘的下边缘2设置在上边缘7下方，所述突出部9 置于晶片载盘背面1且远离圆心的位置，且为以载盘中心为圆心的同心圆结构；突出部9为 厚度Η均匀的环形结构，且其截面为矩形；承载盘的直径D1与突出部外径D2及突出部内径 D3的关系为：0彡D1-D2彡20mm ;0彡D2-D3彡100mm，突出部厚度Η为0· 1mm?4mm，且突 出部的构成材质与晶片载盘相同，减小因材质因素造成的载盘表面温度变化差异。因为在 生长过程中，高速气流8在经过晶片载盘的正面6和上边缘7时，因边缘临近载气出口，故 其流速较于载盘中心位置略偏快，因而造成上边缘7和外侧凹槽4中的晶圆片位置处热量 变化较大，导致外侧凹槽4中晶圆片和内侧凹槽5中晶圆片温度波动不一致，从而影响内外 侧波长均匀性。而所述突出部结构可储存生长过程中的热量，在气流造成外侧晶圆片与石 墨载盘上边缘7热量变化时，突出部储存的热能释放，则可适当补充被气流带走的热能，从 而减缓该区域的温度变化，调节其与内侧的晶圆片温度一致，平衡晶圆片边缘的温场，提高 整体波长均匀性，从而提高石墨承载盘所载晶圆片的良率；此外，还可扩大载盘面积，在其 上表面增加凹槽量，因为该突出结构的储存热量的功能，故扩大载盘面积后，其扩大部上表 面的凹槽部温度与载盘中心位置温度仍可一致，因而在不影响波长良率等的前提下，可有 效提1?广能。
[0026] 实施例2
[0027] 参照图6所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述突出部9为沿圆心至边缘方 向厚度逐渐增加的环状结构，其厚度Η范围为0. 1mm?4mm ;承载盘的直径D1与突出部外 径D2及突出部内径D3的关系为：0彡D1-D2彡20mm ;0彡D2-D3彡100mm ;其截面为梯形， 越远离圆心位置，其突出部厚度越厚，可有效减缓气流造成的温度变化，平衡载盘上方内外 侧凹槽中晶片的受热温度，改善晶片波长的均匀性。同时，通过此突出部的储热功能，亦可 在保证整体温度均匀的条件下增加载盘面积，进而提高产能。
【权利要求】
1. 外延生长用晶片载盘，包括置于载盘正面的围绕载盘中心排列的若干个凹槽，用于 容纳晶片衬底，其特征在于：所述凹槽的背面设置有突出部，所述突出部用于储存受热过程 中的热量，减缓制程中气流流动造成的晶片载盘表面温度变化，调节载盘的整体温度均匀。
2. 根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部为以载盘中 心为圆心的同心圆结构，且所述突出部位于远离圆心的位置。
3. 根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部的构成材质 与晶片载盘相同，为载盘的组成部分。
4. 根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部为厚度均匀 的环状结构。
5. 根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部为沿圆心至 边缘方向厚度逐渐增加的环状结构。
6. 根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部的厚度Η范 围为0· 1mm?4mm。
7. 根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述晶片载盘的直径D1 与突出部外径D2及突出部内径D3的关系为：0彡D1-D2彡20mm ;0彡D2-D3彡100mm。
8. 根据权利要求1所述的外延生长用晶片载盘，其特征在于：所述突出部截面为矩形 或梯形或扇形。
【文档编号】C30B25/12GK203947179SQ201420331828
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】徐志军, 谢祥彬, 刘兆, 吴洪浩, 程伟, 周宏敏, 张家宏, 卓昌正, 林兓兓, 谢翔麟 申请人:安徽三安光电有限公司