用于调控晶圆外延生长均匀性的装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114318524A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202111629561.4(22)申请日2021.12.28(71)申请人北京大学东莞光电研究院地址523000广东省东莞市松山湖高新技术产业开发区沁园路17号(72)发明人谢胜杰刘南柳姜永京陈俊成王琦张国义(74)专利代理机构东莞恒成知识产权代理事务所(普通合伙)44412代理人姚伟旗(51)Int.Cl.C30B25/08(2006.01)C30B25/10(2006.01)C30B25/16(2006.01)H01L21/67(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称用于调控晶圆外延生长均匀性的装置及方法(57)摘要本发明涉及一种用于调控晶圆外延生长均匀性的装置及方法，该用于调控晶圆外延生长均匀性的装置包括加热炉、托盘、支撑杆、温度传感器、引线及温度控制模块，托盘与支撑杆均安装于加热炉内，托盘用于放置生长晶圆或测温晶圆，支撑杆连接托盘，支撑杆用于驱动托盘转动；温度传感器安装于托盘上，引线的一端连接温度传感器，另一端连接温度控制模块，引线穿设支撑杆，并用粘接剂密封；工作时，生长晶圆或测温晶圆用于放置于温度传感器上。本装置通过温度传感器实时监测生长晶圆或测温晶圆的表面温度，且将监测的温度在线反馈至温度控制模块进行控温，测温和控温精确，确保调控晶圆外延生长的均匀性，实现大尺寸晶圆生长的一致性。CN114318524ACN114318524A权利要求书1/1页1.一种用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，包括加热炉、托盘、支撑杆、温度传感器、引线及温度控制模块，所述托盘与所述支撑杆均安装于所述加热炉内，所述托盘用于放置生长晶圆或测温晶圆，所述支撑杆连接所述托盘，所述支撑杆用于驱动所述托盘转动；所述温度传感器安装于所述托盘上，所述引线的一端电连接所述温度传感器，另一端电连接所述温度控制模块，所述引线穿设所述支撑杆；工作时，所述生长晶圆或测温晶圆用于放置于所述温度传感器上。2.根据权利要求1所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，所述温度传感器与所述托盘一体成型。3.根据权利要求1所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，还包括面板，所述面板盖设于所述托盘，所述面板设有测温槽以容纳所述温度传感器，所述温度传感器与所述测温槽的底面平齐。4.根据权利要求3所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，所述面板为单晶硅片、蓝宝石片、石英片、陶瓷片中的一种。5.根据权利要求3所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，所述面板设有多个生长槽以容纳所述生长晶圆，所述生长槽与所述测温槽的深度一致；所述生长槽与所述测温槽的形状为圆形、方形、三角形中的一种。6.根据权利要求1所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，所述引线套设有耐高温绝缘层；所述耐高温绝缘层为刚玉管、石英棉中的一种。7.根据权利要求1所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，所述支撑杆的一端涂布有耐高温粘接剂以密封所述支撑杆与所述引线。8.根据权利要求7所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，所述耐高温粘接剂为耐高温树脂、耐高温热熔胶、耐高温双组分胶水中的一种。9.根据权利要求1所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，所述托盘为石墨盘、石英盘、金属盘中的一种。10.一种用于调控晶圆外延生长均匀性的方法，基于权利要求1所述的用于调控晶圆外延生长均匀性的装置，其特征在于，包括如下步骤：上料；将生长晶圆衬底放置于托盘上，将测温晶圆衬底放置于温度传感器上，再将托盘放置于支撑杆上；调控；控制所述支撑杆的转速为5～100rpm，加热炉内NH3和N2的比例为10～100：1，生长温度为600℃～2000℃，生长压力为100～760torr，生长时间为10～180min；冷却；生长完成后，缓慢降温冷却，取出晶圆片。2CN114318524A说明书1/5页用于调控晶圆外延生长均匀性的装置及方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种用于调控晶圆外延生长均匀性的装置及方法。背景技术[0002]在第三代半导体晶圆的生长过程中，表面温度是决定所生长晶圆质量的关键性因素，其影响着晶圆的生长速度、表面形貌以及缺陷密度。目前，工业上采用气相法生长第三代半导体，如氮化镓、碳化硅等，多采用MOCVD(金属有机气相沉积)和HVPE(氢化物气相沉积)，其生长工艺步骤对温度控制要求十分严格，因此，对晶圆表面温度的精确监测与控制具有重要的意义。[0003]以HVPE为例，现有加热炉温度反馈控温装置主要通过测量石英或金属腔体外表温度进行温度反馈