專利名稱：立式舟形架和晶片支承件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來制造半導(dǎo)體器件的立式擴(kuò)散爐，更具體地說，關(guān)系到用于裝載半導(dǎo)體基底的支架或舟形架和這種基底的支承機(jī)構(gòu)。
在制造象二極管，三極管和集成電路那樣的半導(dǎo)體器件的過程中牽涉到材料薄層，例如，在硅晶片上的材料薄層的高溫氧化，擴(kuò)散和/或沉積。這種加工已在美國專利號(hào)3，436，255，4，761，134和4，802，842中所述的各種類型設(shè)備中得到實(shí)現(xiàn)。
第一個(gè)專利涉及對(duì)硅晶片或類似物質(zhì)的處理，這種處理首先將晶片置于一耐熔支架或舟形架上，接著，將支架或舟形架裝在輸送帶或裝載裝置上并將它們依序放入到一加工管道中。然后，把整個(gè)裝置運(yùn)送入一提供加熱和合適氣體的臥式馬弗爐中。
第二個(gè)專利是一外延(晶體取向接長的)沉積爐用的、由石墨制成的加熱元件。加熱元件形狀基本上為扁平和矩形的，待處理的晶片被安放在石墨加熱元件表面的凹槽或凹陷部中，凹陷部僅具有略大于待加工晶片的直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，凹槽或凹陷部設(shè)有一直徑比凹槽直徑略微小的臺(tái)肩;這個(gè)實(shí)施例中，晶片擱靠在該臺(tái)肩上。此外，公開了用于固定晶片的支承環(huán)，該支承環(huán)具有與加熱元件的凹槽相配合的尺寸和形狀。
美國專利號(hào)4，802，842涉及在更新型的擴(kuò)散爐中固定半導(dǎo)體晶片材料的支架或舟形架，此擴(kuò)散爐為一立式定向爐和反應(yīng)室類型而不是美國專利4，761，134中所述那樣的較舊的臥式爐類型。如從

圖1、2和3中可明顯地看到，有關(guān)的參考材料所披露的是一種垂直放時(shí)，這些桿子具有將硅晶片插入其中的切槽或具有將晶片放在其上的突出部，因而，可將裝有晶片的支架或舟形架放入一立式爐中。盡管這種方式舟形架比起現(xiàn)有技術(shù)來明顯是一種改進(jìn)，但是它的確呈現(xiàn)一嚴(yán)重的缺陷，也就是，因?yàn)榫瑑H受到三個(gè)相當(dāng)小的表面支持，由于在晶片的邊緣上有效點(diǎn)接觸的結(jié)果，在加工過程中所獲得的晶片至少會(huì)顯露出受相當(dāng)大的壓力/拉力，有時(shí)甚至?xí)冃?。這就是本發(fā)明將要消除的特殊問題。
本發(fā)明是一加工半導(dǎo)體材料的晶片用的耐熔舟形架和配套的支承件。舟形架是直立型的，即，適于裝入-立式擴(kuò)散爐中的構(gòu)形，并且它由象高純度燒結(jié)型碳化硅，滲硅的碳化硅，氮化硅，石英，氧化鋁或氧化鋯那樣的高純度難熔材料、以及包括前述任一涂有碳化硅，氮化硅或諸如此類的高純度不滲透涂層材料所制成的。晶片支承件最好由同舟形架一樣的材料構(gòu)成，它特別適合于與立式舟形架相配合和承載象硅那樣的半導(dǎo)體材料的晶片。晶片支承件最簡(jiǎn)便是難熔材料制的圓環(huán)，圓環(huán)可以是開口的或?qū)嵭牡摹２贿^，支承件可以是一種實(shí)心盤且可以是除了圓以外的其它一些形狀，例如，六角形，或甚至矩形，只要舟形架的結(jié)構(gòu)能接受這種外形即可。
圖1是-加工半導(dǎo)體晶片材料用的，包括晶片支承件在內(nèi)的舟形架裝置的立面?zhèn)纫晥D;
圖2是-以圖1的2-2線所作的圖1舟形架裝置的截面俯視圖。
請(qǐng)參閱附圖，根據(jù)本發(fā)明，圖1是-表示舟形架本身1和晶片支承環(huán)5的舟型架裝置。舟形架1是由一頂板3，一底板4和至少二根而最好三根垂直桿或棒2構(gòu)成的，諸桿或棒與底板4和頂板3連接(接合)。桿或棒2設(shè)有一系列切槽，它們與底板4等距離地隔開且具有基本上按水平位置可接納和固定晶片支承環(huán)的尺寸。盡管附圖示出了在桿2中作為切槽6的晶片支承環(huán)保持機(jī)構(gòu)，但是這種保持機(jī)構(gòu)也可是各桿上的突起或突出部，甚至是向內(nèi)朝著舟形架1的中心的銷釘。
圖1中的晶片支承環(huán)5，其中設(shè)有一凹陷部7，凹陷部直徑上只略大于待裝載的晶片的直徑。凹陷部(凹槽)最好有著足以防止晶片從支承件上移離的適當(dāng)深度，而如果需要的話，凹陷部可以做得更深一些。圖2表示一通過圖1的舟形架1所作的截面圖，它更為詳盡地顯示了晶片支承環(huán)5及其與舟形架1的相互配合情況。環(huán)5是一開口環(huán)。開口的目的是為了便于把晶片支承環(huán)5以及其上所安放的晶片自動(dòng)裝運(yùn)到桿2的切槽6中。但是，開口環(huán)5可以是一種實(shí)心環(huán)，或者甚至是一種與環(huán)不同的盤構(gòu)成。在圖1和2中所示的最佳支承環(huán)5包括一所示的凹槽7。雖然這是一更符合需要的構(gòu)形，但環(huán)的上表面可以是齊平的，也就是說，可不含有凹陷部或凹槽。假如晶片的兩側(cè)要進(jìn)行處理，盤形結(jié)構(gòu)就不是最適宜的支承件。一更加好的晶片支持件結(jié)構(gòu)將包括一個(gè)或多個(gè)圖2所示的晶片支承環(huán)5中的對(duì)準(zhǔn)切口8。切口8的寬度必須略大于垂直棒或桿2的寬度。圖1和2中所示的舟形架1，具有只能容納8個(gè)晶片支承環(huán)5的尺寸。實(shí)際上，舟形架可以是已知立式爐可接受的任一長度。同樣，圖1和2的舟形架1和晶片支承環(huán)5相結(jié)合的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)不可看做在其方式上的限定。舟形架較好地具有一圓形橫截面，也可以是六角形的，八角形的，甚至是矩形的帶有互補(bǔ)形狀的晶片支承件5。例如，舟形架1可以由作為頂板3的一部分或固定到頂板3上的一環(huán)組成，以便于將舟形架裝置和晶片往下放到感應(yīng)電爐的機(jī)械化。
權(quán)利要求
1.一種立式半導(dǎo)體晶片爐用的擴(kuò)散爐舟形架裝置包括晶片支承件、一立式舟形架以及以分離的方式固定多個(gè)所述晶片承件的裝置，所述舟形架和晶片支承件是由高純度難熔材料構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的舟形架裝置，其特征在于所述晶片支承件是呈實(shí)心環(huán)的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的舟形架裝置，其特征在于所述晶片支承件是呈開口環(huán)的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述舟形架裝置，其特征在于所述立式舟形架和所述晶片支承件是由選自由碳化硅，滲硅的碳化硅，其上涂有抗?jié)B的難熔涂層的碳化硅，其上滲有硅且涂有抗?jié)B難熔涂層的碳化硅，石英，氮化硅和氧化鋯組成的組中的一種材料構(gòu)成的。
5.一種在擴(kuò)散爐中與舟形架一起使用的晶片支承件，其特征在于所述晶片支承件具有一與其寬度相比的薄的橫斷面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片支承件，其特征在于所述晶片承件為一實(shí)心盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶片支承件，其特征在于其中具有一放置晶片的凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片支承件，其特征在于所述晶片支承件為一連續(xù)環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片支承件，其特征在于所述晶片支承件為一開口環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5，6，7，8或9的任一的晶片支承件，其特征在于所述晶片支承件由選自由碳化硅，滲硅的碳化硅，其上帶不滲透難熔涂層的碳化硅，滲硅及帶有抗?jié)B難熔涂層的碳化硅，石英，氮化硅及氧化鋯的組成的組中的一種材料構(gòu)成。
全文摘要
一種在立式擴(kuò)散爐中支承和裝載半導(dǎo)體晶片材料用的立式支架或舟形架裝置。該裝置由支架或舟形架以及裝配到舟形架中的晶片支承環(huán)構(gòu)成。
文檔編號(hào)C23C16/458GK1090344SQ93112769
公開日1994年8月3日 申請(qǐng)日期1993年12月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月3日
發(fā)明者斯蒂芬·E·普羅亞, 布賴恩D·福斯特 申請(qǐng)人:圣戈本/諾頓工業(yè)搪瓷有限公司