專利名稱：一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液相外延裝置，特別涉及一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具。
背景技術(shù)：
外延生長是半導(dǎo)體材料和器件制造的一項(xiàng)重要工藝。在單晶襯底上從飽和溶液中生長外延層的方法稱液相外延(LPE)。例如，GaAs外延層就可從以Ga為溶劑、As為溶質(zhì)的飽和溶液中生長出來。液相外延方法是在1963年由納爾遜(Nelson)提出的。在外延生長過程中，可以通過四種方法進(jìn)行溶液冷卻平衡法、突冷法、過冷法和兩相法。
液相外延技術(shù)的出現(xiàn)，對于化合物半導(dǎo)體材料和器件的發(fā)展起了重要的推動作用。目前這一技術(shù)已廣泛用于生長GaAs、 GaAlAs、 GaP、 InP、 GalnAsP等半導(dǎo)體材料和制作發(fā)光二極管、激光二極管、太陽能電池、微波器件等。 液相外延可分為傾斜法、垂直法和滑舟法三種，其中傾斜法是在生長開始前，使石英管內(nèi)的石英容器向某一方向傾斜，并將溶液和襯底分別放在容器內(nèi)的兩端；滑舟法是指外延生長過程在具有多個(gè)溶液槽的滑動石墨舟內(nèi)進(jìn)行；垂直法是在生長開始前，將溶液放在石墨坩鍋中，而將襯底放在位于溶液上方。 以往液相外延的襯底都直接用Pt或PtRh絲懸掛。之后對襯底工具進(jìn)行了改進(jìn)，如中國專利申請?zhí)?00720072276. 6，題名為"一種可控垂直浸漬液相外延膜生長裝置"，但該裝置一次只能裝入一片襯底，不能滿足多片襯底同時(shí)生長的需要。襯底既不能旋轉(zhuǎn)，也無法一次性對多個(gè)襯底進(jìn)行薄膜生長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上背景技術(shù)的缺陷，提供一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，該工具可一次載入多片襯底。 —種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其包括一位于上端的連接軸，可拆卸地或固定地與升降旋轉(zhuǎn)軸連接； —位于中部的夾板單元，包括一上夾板及一下夾板；
—熔料室，位于夾板下方。 前述的上夾板下表面及下夾板的上表面各有一組上下相對應(yīng)的凹槽；
前述的凹槽具有10-200個(gè)； 前述的凹槽深l-5mm，寬0. 5_3mm，長度可根據(jù)需要設(shè)定。 前述的夾板為圓形或近似圓形。 前述的夾板中的凹槽與夾板的徑向之間有一夾角。 前述的夾板中的凹槽與夾板的徑向之間的夾角為0° -75° 。 前述的夾板中的凹槽與夾板的徑向之間的夾角為20° -50° 。 前述的熔料室上下表面及周邊具有開口 ，用于熔料室的溶質(zhì)交換。 由上述描述可知，本發(fā)明提供了一種液相外延薄膜生長的襯底夾具，多個(gè)襯底片
3可裝于襯底夾具的上下夾板之間，隨著襯底夾具上下運(yùn)動而進(jìn)入溶劑中或取出，可一次性生產(chǎn)多個(gè)外延硅片；夾具可隨著升降旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使襯底片周圍各處溶液濃度均勻，消除了溫場不均勻帶來的生長差異，生長出來的液相外延片厚度均勻；凹槽與夾板徑向之間具有一夾角，旋轉(zhuǎn)時(shí)，襯底夾具沿著夾角所示的方向轉(zhuǎn)動，上下夾板都具有開口 ，可以控制溶液的流向，使其由上下板圍成的空間外周向軸心處的開口流動，襯底片在溶液的作用力下，會沿凹槽滑動，向軸心處靠攏固定，避免襯底片被甩出。下夾板下帶有熔料室，可攜帶待外延生長的材料。


圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的底視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l及圖2所示，本發(fā)明一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具包括一位于上端的連接軸13，可拆卸地與升降旋轉(zhuǎn)軸1下端連接；一位于中部的夾板單元，包括一上夾板10及一下夾板20 ;前述的上夾板10下表面及下夾板的上表面20各有120個(gè)上下相對應(yīng)的凹槽；每個(gè)凹槽深2. 5mm，寬lmm，由近軸心處開口至夾板的外周。在本實(shí)施例中上夾板10及下夾板20都為圓形。夾板中的凹槽與夾板的徑向之間有一夾角45。的夾角。此外，上夾板10近軸心處及下夾板20的近軸心處分別具有通孔11及21。 —熔料室，位于下夾板20的下方，由底板30及下夾板20的空間圍成，底板30與下夾板20為可拆卸連接。底板30為一圓板，其周邊向上不連續(xù)凸起，形成若干間隔分布的開口 32，此外，底板下還具有多個(gè)通孔31 (如圖4所示)，以使溶劑能充分進(jìn)入熔料室以溶解熔料。 以外延生長硅片為例，使用時(shí)，將多片襯底片分別由石墨花籃中部兩個(gè)夾板10及20的凹槽12及22的周圍開口處，向軸心方向插入；將6N高純硅料置于襯底夾具的底板30圍成的熔料室內(nèi)，再將底板30固定于下夾板20上，之后將襯底夾具固定于一升降旋轉(zhuǎn)軸下端。高純石墨坩堝中預(yù)先裝入溶劑(如Sn-Ga合金)。抽真空至10—乍a后通入氬氣和氫氣，同時(shí)關(guān)閉真空泵，保持微正壓。升溫至90(TC保溫l-2h，開始溶解高純硅。高純硅全部溶解后，降溫20°C ，下降襯底夾具于溶劑中，使上下夾板都浸于溶劑中，此時(shí)4-5N硅片表面開始外延生長薄膜，在此過程中花籃可隨升降旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，在本實(shí)施例中可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使襯底硅片周圍各處溶液濃度均勻，消除溫場不均勻帶來的生長差異。薄膜外延生長完成后，升夾具，冷卻后將硅片取出。 在本實(shí)施例中，本發(fā)明用于硅片的外延生長，顯然，本發(fā)明也適用于其它材料外延片的生長。 如圖1所示，襯底夾具包括一位于上端的連接軸l，可拆卸地與一位于液相外延爐上方的升降旋轉(zhuǎn)軸下端連接；連接軸1下方連接一上夾板2及一下夾板3 ;上夾板2及下夾板3之間由連接軸4連接。 上述僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于，包括一位于上端的連接軸，可拆卸地或固定地與升降旋轉(zhuǎn)軸連接；一位于中部的夾板單元，包括一上夾板及一下夾板；一熔料室，可拆卸地連接于位于所述的下夾板下方。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于所述的上 夾板下表面及下夾板的上表面各有一組上下相對應(yīng)的凹槽。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于所述的凹 槽具有10-200個(gè)。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于所述的凹槽深l-5mm，寬0. 5-3mm。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于所述 的夾板為圓形或近似圓形。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于所述的夾 板中的凹槽與夾板的徑向之間有一夾角。
7. 如權(quán)利要求2所述的一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于所述的夾 板中的凹槽與夾板的徑向之間的夾角為O。
-75° 。
8. 如權(quán)利要求2所述的一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于所述的夾 板中的凹槽與夾板的徑向之間的夾角為20° -50° 。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，其特征在于所述的熔 料室上下表面及周邊具有開口 。
全文摘要
一種液相外延法制取薄膜的襯底夾具，涉及一種液相外延設(shè)備，其包括一位于上端的連接軸，可拆卸地或固定地與升降旋轉(zhuǎn)軸連接；一位于中部的夾板單元，包括一上夾板及一下夾板；一熔料室，可拆卸地連接于位于所述的下夾板下方。本發(fā)明，夾具的上下夾板之間可裝多個(gè)襯底硅片，可一次性生產(chǎn)多個(gè)外延硅片；夾具可隨著升降旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使襯底片周圍各處溶液濃度均勻，消除了溫場不均勻帶來的生長差異，生長出來的液相外延片厚度均勻。
文檔編號C30B19/00GK101760776SQ200910111528
公開日2010年6月30日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者南毅, 張偉娜, 戴文偉, 汪健, 王致緒, 趙志躍, 鄒予, 鄭智雄, 馬殿軍 申請人:南安市三晶陽光電力有限公司