專利名稱：用于筒形反應器的基座的制作方法
背景技術：
本發(fā)明一般涉及材料在半導體片上的化學汽相沉積，更具體地說，涉及一種改進的基座，該基座用于在化學汽相沉積過程期間，支承在筒形反應器反應室中的半導體片。
化學汽相沉積是一種用于在半導體片上生長一薄層材料的方法，那樣它的晶格結構與半導體片的晶格結構相同。采用這種方法，可以將具有不同導電率的一層加到半導體片上，以便達到所希望的電性能。一般，化學汽相沉積是通過將一種包括沉積材料(比如，硅)的反應氣體和載氣引入裝有半導體片的筒形反應器反應室中來完成的。
半導體片在反應室中固定在基座上，那樣使半導體片的其中一面暴露于反應氣體中?；鶓覓煸诜磻覂炔坎⒕徛匦D，以便將反應氣體均勻地分配到半導體片上。盡管基座可以采用別的形狀，但它一般是棱柱形并具有若干(比如，5個)平面。常用基座的其中一面在

圖1中示出，并用標號10表示。在面10中形成若干圓槽12，用于在一般是垂直方向上(亦即，那樣它們一般是面向側方朝外)固定半導體片W。常用的基座稍成錐形，以便它們的頂部小于它們的底部。這種錐形構造能使半導體片向內斜放在圓槽中，以便重力使半導體片一般豎著靠在基座上。圓槽的直徑比半導體片直徑稍大，以便提供從圓槽中取出半導體片時用于抓住它們的余隙。例如，用于加工150mm直徑半導體片的基座可以具有直徑約160mm的圓槽。在每個圓槽12頂部附近的兩個短形凹坑16提供用于抓住半導體片的附加余隙。為了降低各基座的高度，各圓槽如圖1所示疊加。
反應氣體不僅沉積在半導體片上，而且沉積在反應室中的許多內部部件上，并且它優(yōu)先沉積在成核位置如反應室中的微粒和銳邊上。由于各圓槽的疊加式構造，所以在基座上于各圓槽12的交會處形成銳角14，如圖1所示。反應氣體易于沉積在這些銳角14上。由于半導體片W靠著這些銳角14，所以沉積物跨接半導體片和基座的角之間的間隙。當在化學汽相沉積過程完成之后，從基座中取出半導體片時，這些跨接部分使半導體片保持貼著基座，在將半導體片從基座中取出時，有時會使它們破裂或碎裂。此外，這些跨接部分偶而會使基座上的拐角折斷。折斷了的基座拐角增加了氣體沉積在拐角處的趨勢。因此，折斷了的拐角迫使過早地更換基座，這就造成更經常的生產停頓時間。
本發(fā)明的基座一般包括一個座體，該座體加工成一定尺寸和形狀，用于安放在筒形反應器的反應室內?；ㄒ粋€一般面向側方的斜面，該斜面具有多個其中用于安放半導體片的圓槽，以便支承半導體片，半導體片有一表面一般在側向上朝外，用于在化學汽相沉積過程期間，在筒形反應器的反應室內部，暴露于反應氣體中。多個圓槽的其中每個都具有一基本上是平面的底部和在該平底的相對兩側邊上相對的弓形壁部分。每個壁部分與多個圓槽至少其中之一相鄰的圓槽對應的壁部分在交會處相交和會合。在交會處的各壁部分具有一圓滑的形狀，該形狀是連續(xù)的，并且相對于至少一個相鄰的壁部分是不間斷的，因而防止了在交會處半導體片和基座之間的外延沉積，并且在化學汽相沉積過程之后，從圓槽中取出半導體片時，減少半導體片碎裂。
另一些目的和特點一部分是顯而易見的，而一部分將在下面指出。
圖3是本發(fā)明的基座側視圖。
在全部幾個附圖中，相應的標號表示相應的部件。
如圖3所示，基座40具有一般是棱柱形座體42，該座體42加工成一定的尺寸和形狀，用于安放在筒形反應器20(圖2)的反應室30(圖2)內部。盡管不脫離本發(fā)明的范圍情況下基座可以用其它材料制造，但在優(yōu)選實施例中的基座30是用涂覆硅的石墨制造。座體42具有五個一般是面向側方的斜面44(圖3中只能看到三個面)。每個面44都有三個排成垂直列的圓槽，它們一般以46a-46c表示。座體42稍成錐形，以便它的頂部小于其底部，并且使面44傾斜。這種形狀能使半導體片W向內傾斜進入圓槽46a-46c，以便重力保持半導體片一般豎起壓著基座40。盡管優(yōu)選實施例中的基座40具有五個面44，但在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，基座可以有較少或較多的面。同樣，即使優(yōu)選實施例中基座40的每個面44都有三個圓槽46a-46c，但在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，每個面都可以具有較少或較多的圓槽，并且這些圓槽可以具有其它的形狀。此外，盡管優(yōu)選實施例中的圓槽46a-46c是垂直地排成一列，但在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，它們可以設計成別的形狀。
圓槽46a-46c具有比半導體片W直徑稍大的直徑，以便提供當從圓槽中取出半導體片時用于抓住它們的余隙。例如，優(yōu)選實施例中的基座40打算加工150mm直徑的半導體片，它具有圓槽46a-46c直徑約為160mm。在每個圓槽46a-46c的頂部附近，兩個矩形凹坑48提供從圓形槽中取出半導體片時用于抓住它們的槽。每個圓槽46a-46c具有一基本上是平面的底部50和在該平底的相對兩側邊上相對的弓形壁部分52a、52b。溝槽54圍繞平底50，以便消除底部和壁部分52a、52b之間的內圓角(filet)，使半導體片W平放壓著底部。盡管在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，溝槽54可以具有另外的尺寸，但優(yōu)選實施例中的溝槽54是約為0.010英寸深和約為0.045英寸寬。為了減少基座40的垂直高度，圓槽46a-46c如圖3所示疊加。每個壁部分52a、52b在相鄰圓槽46a-46c其中一個或多個的交會點56處，與對應的壁部分相交和會合。每個圓槽46a-46c的底部50是連續(xù)的，并且與相鄰圓槽的底部共平面。此外，分別相應于上面和中間圓槽46a、46b的壁部分52a、52b分別具有下端58a,58b，它們被位于圓槽中心62下面的開口60分開。
如圖3所示，壁部分52a、52b在交會點56處具有圓滑的形狀。更具體地說，上面和中間圓槽46a、46b的壁部分52a、52b的下端58a、58b具有一圓滑的形狀，它延伸遠離相應圓槽的中心62。此處所用的措辭“圓滑的表面”意思是指，壁部分52a、52b是連續(xù)的，并且不會相對于相鄰的壁部分至少其中之一中斷。優(yōu)選地，形狀是彎曲的，而更優(yōu)選的是在交會處形狀為圓形。這種形狀防止在交會點56處半導體片W和基座40之間的外延沉積，并且在化學汽相沉積之后從圓槽46a-46c中取出半導體片時，減少半導體片碎裂。在最優(yōu)選的實施例交會點56處，壁部分52a、52b具有一半徑在約0.15英寸和約0.5英寸之間，而更優(yōu)選的是具有一半徑約為0.25英寸。
鑒于上述情況，可以看出，達到了本發(fā)明的幾個目的并得到另外的有利結果。
由于在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，在上述構造中可以作各種改變，所以意圖是把上述說明中所包括的和附圖中所示出的所有內容都應理解為例證性的，并且沒有限制的意思。
權利要求
1．一種用于在化學汽相沉積過程期間在一筒形反應器的反應室中支承半導體片的基座，該基座包括一個座體，它加工成一定尺寸和形狀，用于安放在筒形反應器的反應室內，座體包括一個一般面向側方的斜面，該斜面其中具有多個用于安放半導體片的圓槽，以便支承半導體層，該半導體片有一般在側向上朝外的表面，用于在化學汽相沉積過程期間，在筒形反應器的反應室內部暴露于反應氣體之中，上述多個圓槽其中每個都具有一基本上是平面的底部和在該平底的相對側邊上相對的弓形壁部分，每個壁部分在交會處與上述多個圓槽至少其中之一相鄰圓槽的相應壁部分相交和會合，在交會點處的各壁部分都具有一圓滑的形狀，這種圓滑形狀是連續(xù)的，并且不會相對于至少一個相鄰的壁部分中斷，因而防止了在交會點處半導體片和基座之間的外延沉積，并且在化學汽相沉積過程之后從圓槽中取出半導體片時，減少半導體片碎裂。
2．如權利要求1所述的基座，其特征在于在交會點處各壁部分具有一彎曲的形狀。
3．如權利要求2所述的基座，其特征在于在交會點處各壁部分具有半徑在約0.15英寸和約0.5英寸之間。
4．如權利要求3所述的基座，其特征在于在交會點處各壁部分具有半徑約為0.25英寸。
5．如權利要求3所述的基座，其特征在于在交會點處各壁部分是圓形。
6．一種用于在化學汽相沉積過程期間在一筒形反應器的反應室中支承半導體片的基座，該基座包括一個座體，它加工成一定尺寸和形狀，用于安放在筒形反應器的反應室內，座體包括一個一般面向側方的斜面，該斜面其中具有用于安放半導體片的上面和下面圓槽，以便支承半導體片，該半導體片有一般在側向上朝外的表面，用于在化學汽相沉積過程期間，在筒形反應器的反應室內部暴露于反應氣體之中，上述上面和下面圓槽其中每個都具有一基本上是平面的底部和在該平面底部相對兩側邊上相對的弓形壁部分，上述上面圓槽的底部是連續(xù)的，并與上述下面圓槽的底部共平面，上述上面圓槽的對置壁部分在交會點處與上述下面圓槽的相應壁部分相交和會合，以便上述上面圓槽通向上述下面圓槽，在交會點處的壁部分具有一圓滑的形狀，這種形狀是連續(xù)的，并且不會相對于相鄰的壁部分中斷，因而防止在與圓槽壁部分相交的交會點處半導體片和壁部分之間的外延沉積，并且在化學汽相沉積過程之后從圓槽中取出半導體片時，減少了半導體片碎裂。
7．如權利要求6所述的基座，其特征在于上述上面圓槽構成一頂部圓槽，上述下面圓槽構成一中間圓槽，而上述座體的面其中具有一用于安放半導體片的底部圓槽，以便支承半導體片，該半導體片有一般在側向上朝外的表面，用于在化學汽相沉積過程期間，在筒形反應器的反應室內部暴露于反應氣體之中，上述底部圓槽具有一基本上是平面的底部和在平底的相對側邊上相對的弓形壁部分，上述底部圓槽的底部是連續(xù)的并與上述中間圓槽的底部共平面，而且上述底部圓槽相對的壁部分其中每個都在交會點處與上述中間圓槽相應的壁部分相交和會合，以便上述底部圓槽通向上述中間圓槽，在底部和中間圓槽壁部分的交會點處的壁部分，具有一連續(xù)、圓滑、彎曲的形狀，因而防止了在底部和中間圓槽相交的交會點處半導體片和基座之間的外延沉積，并且在化學汽相沉積過程之后從圓槽中取出半導體片時，減少了半導體片碎裂。
8．如權利要求7所述的基座，其特征在于座體具有多個一般面向側方的斜面，上述多個面的其中每個面其中都具有用于安放半導體片的頂部、中間和底部圓槽，以便支承半導體片，該半導體片有一個一般在側向上朝外的表面，用于在化學汽相沉積過程期間，在筒形反應器的反應室內部暴露于反應氣體之中。
9．如權利要求8所述的基座，其特征在于座體具有五個一般面向側方的斜面，上述多個面的其中每個其中都具有用于安放半導體片的頂部、中間和底部圓形槽，以便支承半導體片，該半導體片具有一個一般在側向上朝外的表面，用于在化學汽相沉積過程期間，在筒形反應器的反應室內部暴露于反應氣體之中。
10．一種用于在化學汽相沉積過程期間在一筒形反應器的反應室中支承半導體片的基座，該基座包括一個座體，它加工成一定的尺寸和形狀，用于安放在筒形反應器的反應室內，座體包括一個一般面向側方的斜面，該斜面其中具有一用于安放半導體片的圓槽，以便支承半導體片，該半導體片有一個一般在側向上朝外的表面，用于在化學汽相沉積過程期間，在筒形反應的反應室內部暴露于反應氣體之中，圓槽具有一基本上是平面的底部和在該平底的相對側邊上相對的弓形壁部分，各壁部分都具有下面端部，它們被位于圓槽中心下方的開口分開，每個壁部分的下面端部都具有一圓滑的形狀，這種形狀是連續(xù)的，并且不會相對于各自的壁部分中斷，而且該形狀延伸遠離圓槽的中心，因而防止了在壁部分的下面端部處半導體片和基座之間的外延沉積，并且在化學汽相沉積過程之后從圓槽中取出半導體片時，減少了半導體片碎裂。
全文摘要
用于在化學汽相沉積過程期間,在一筒形反應器的反應室中支承半導體片(W)的基座(40)?；ㄒ粋€座體,它加工成一定的尺寸和形狀,用于安放在筒形反應器的反應室內。座體包括一個一般面向側方的斜面(44),該斜面(44)其中具有多個用于安放半導體片的圓形槽(46a－46c),以便支承半導體片,該半導體片有一個一般在側向上朝外的表面,用于在化學汽相沉積過程期間,在筒形反應器的反應室內部暴露于反應氣體之中。多個圓槽的其中每個都具有一基本上是平面的底部(50)和在平底的相對側邊上相對的弓形壁部分(52a、52b)。每個壁部分在交會點(56)處都與多個圓槽其中至少一個相鄰的圓槽的相應壁部分相交和會合。在交會點處的壁部分都具有一圓滑的形狀,這種圓滑形狀是連續(xù)的,并且不會相對于至少一個相鄰的壁部分中斷,因而防止了在交會點處半導體片和基座之間的外延沉積,并且在化學汽相沉積過程之后從圓槽中取出半導體片時,減少了半導體片碎裂。
文檔編號H01L21/02GK1307647SQ99808069
公開日2001年8月8日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權日1998年6月30日
發(fā)明者史蒂文·M·薩利文 申請人:Memc電子材料有限公司