晶圆载体的制作方法

1.本实用新型涉及一种化学气相沉积装置的晶圆载体，尤其，涉及一种能够安装多个晶圆的晶圆载体。


背景技术：

2.通常，氮化镓系半导体层利用化学气相沉积设备在生长基板上生长。诸如蓝宝石基板的晶圆布置于晶圆载体上并安装于可高温加热的腔室内，并且源气体在500℃～1200℃的温度下引入腔室内，使得氮化镓系外延层在晶圆上生长。晶圆载体还具有收容晶圆的凹槽，并且在外延层生长期间高速旋转。通常，晶圆载体具有多个凹槽，因此，多个晶圆可以布置于晶圆载体并通过一次沉积工艺在多个晶圆上同时生长相同的外延层。
3.在利用现有的晶圆载体生长外延层的情况下，与晶圆的中心区域相比，在晶圆的边缘区域观察到发出短波长或长波长的光的现象。这种现象导致利用晶圆制造的发光二极管之间的发光波长的偏差，从而降低发光二极管的良率。


技术实现要素：

4.本实用新型期望解决的技术问题在于，提供一种能够减小晶圆内的发光二极管之间的发光波长的偏差的晶圆载体。
5.根据本实用新型的一实施例的一种用于在化学气相沉积装置中支撑晶圆的晶圆载体，包括：多个凹槽，被平板的上部面围绕，其中，每个凹槽包括：底面；多个凸台，布置于底面的边缘而用于放置晶圆，所述多个凸台包括具有彼此不同的高度的凸台。
6.在晶圆载体高速旋转期间，由于施加到晶圆的多样的力，晶圆边缘的高度可能根据位置而改变为彼此不同。为了防止这种情况，可以将放置晶圆的凸台的位置形成为彼此不同的高度，从而使晶圆的边缘被均匀地加热，据此，可以减小晶圆内根据位置的发光波长的偏差。
7.在本说明书中，“凸台”表示在凹槽内位于比凹槽的底面高的位置并且与布置于所述凹槽内的晶圆的边缘的一部分接触的凸出部。
8.在本说明书中，“凸台的高度”表示从凹槽的底面的上端到凸台的距离。
9.在一实施例中，所述晶圆载体还可以包括：主轴收容槽，形成于平板的中心下部面，其中，在所述凹槽内的凸台中，靠近所述主轴收容槽的凸台可以位于比其他凸台相对低的位置。
10.进一步，在远离所述主轴收容槽的凸台中，布置于所述晶圆载体的旋转方向后端侧的凸台可以位于比布置于前端测的凸台高的位置。
11.在一实施例中，所述凸台可以以等间隔辐射状布置。在另一实施例中，凸台可以以彼此不同的间隔辐射状布置。
12.所述凹槽可以具有由从所述凹槽的中心延伸并且彼此保持120度的间隔的第一辐射状轴至第三辐射状轴而定义的第一区域至第三区域，所述第二辐射状轴沿着从所述凹槽
的中心到所述晶圆载体的中心的相反方向延伸，所述第一辐射状轴位于相对于所述第二辐射状轴沿顺时针方向旋转120度的位置，所述第三辐射状轴位于相对于所述第二辐射状轴沿逆时针方向旋转120度的位置，所述第一区域由所述第一辐射状轴和所述第二辐射状轴而定义，所述第二区域由所述第一辐射状轴和所述第三辐射状轴而定义，所述第三区域由所述第二辐射状轴和所述第三辐射状轴而定义，所述第二区域内的凸台的高度可以低于所述第一区域内的凸台的高度及所述第三区域内的凸台的高度。
13.进一步，所述第三区域内的凸台的高度可以高于所述第一区域内的凸台的高度。
14.在一实施例中，所述底面的上端至所述第二区域内的凸台的高度可以是所述底面的上端至所述第一区域内的凸台的高度的80％以上，所述底面的上端至所述第三区域内的凸台的高度可以是所述底面的上端至所述第一区域内的凸台的高度的120％以下。
15.进一步，所述底面的上端至所述第二区域内的凸台的高度可以在所述底面的上端至所述第一区域内的凸台的高度的88％至93％范围内，所述底面的上端至所述第三区域内的凸台的高度可以在所述底面的上端至所述第一区域内的凸台的高度的107％至112％范围内。
16.所述多个凹槽可以布置于所述化学气相沉积装置的加热器区域内。据此，可以均匀地加热安装于晶圆载体的晶圆，从而能够进一步减小发光波长的偏差。
17.在一实施例中，所述多个凹槽可以包括：外部凹槽，在外侧辐射状布置；以及内部凹槽，布置于被所述外部凹槽围绕的区域内。
18.在另一实施例中，所述多个凹槽也可以仅包括在外侧辐射状布置的外部凹槽。
19.在一实施例中，所述多个凹槽可以包括：外部凹槽，在外侧辐射状布置；以及内部凹槽，布置于被所述外部凹槽围绕的区域内，其中，所述内部凹槽与所述外部凹槽之间的间隔可以为5mm以上。通过将内部凹槽与外部凹槽之间的间隔设置为5mm以上，能够防止外延层不均匀地沉积在凹槽之间的区域。
20.进一步，所述内部凹槽可以以所述主轴收容槽为中心辐射状布置。
21.另外，所述内部凹槽与所述外部凹槽之间的最小隔开距离可以小于所述主轴收容槽与所述内部凹槽之间的最小隔开距离。
22.根据本实用新型的又一实施例的一种用于在化学气相沉积装置中支撑晶圆的晶圆载体，包括：多个凹槽，被平板的上部面围绕，其中，每个凹槽包括：底面；边缘部，沿着所述底面的边缘而连续地布置，所述边缘部相对于所述平板的上部面倾斜。
23.通过倾斜地布置边缘部，即使晶圆载体高速旋转也可以使晶圆的边缘被均匀地加热，据此，能够减小晶圆内的根据位置的发光波长的偏差。
24.所述晶圆载体还可以包括：主轴收容槽，形成于平板的中心下部面，其中，在所述边缘部的区域中，靠近所述主轴收容槽的区域可以位于比其他区域相对低的位置。
25.并且，在远离所述主轴收容槽的所述边缘部的区域中，布置于所述晶圆载体的旋转方向后端侧的区域可以位于比布置于前端测的区域高的位置。
26.所述多个凹槽可以布置于所述化学气相沉积装置的加热器区域内。
27.在一实施例中，所述多个凹槽可以包括：外部凹槽，在外侧辐射状布置；以及内部凹槽，布置于被所述外部凹槽围绕的区域内。
28.在另一实施例中，所述多个凹槽也可以仅包括在外侧辐射状布置的外部凹槽。
29.在一实施例中，所述多个凹槽可以包括：外部凹槽，在外侧辐射状布置；以及内部凹槽，布置于被所述外部凹槽围绕的区域内，所述内部凹槽与所述外部凹槽之间的间隔可以为5mm以上。
30.进一步，所述内部凹槽可以以所述主轴收容槽为中心辐射状布置。
31.另外，所述内部凹槽与所述外部凹槽之间的最小隔开距离可以小于所述主轴收容槽与所述内部凹槽之间的最小隔开距离。
32.根据本实用新型的实施例，通过采用具有彼此不同的高度的凸台或倾斜的边缘部，可以使外延层均匀地生长在布置于凹槽内的晶圆，从而能够减小晶圆上的根据位置的发光波长的偏差。
附图说明
33.图1是用于说明根据本实用新型的一实施例的晶圆载体的示意性的平面图。
34.图2是用于说明根据本实用新型的一实施例的晶圆载体的凹槽的示意性的平面图。
35.图3a是沿图2的截取线a-a
′
而截取的示意性的剖面图。
36.图3b是沿图2的截取线c-c
′
而截取的示意性的剖面图。
37.图3c是沿图2的截取线b-b
′
而截取的示意性的剖面图。
38.图4是用于说明根据本实用新型的又一实施例的晶圆载体的凹槽的示意性的平面图。
39.图5是用于说明根据本实用新型的又一实施例的晶圆载体的示意性的平面图。
40.图6a是示出使用根据现有技术的晶圆载体而制造的整个晶圆的波长分布的图表。
41.图6b是示出使用根据本实用新型的一实施例的晶圆载体而制造的整个晶圆的波长分布的图表。
42.图7a是示出使用根据现有技术的晶圆载体而制造的一个晶圆的波长分布的图表。
43.图7b是示出使用根据本实用新型的一实施例的晶圆载体而制造的一个晶圆的波长分布的图表。
具体实施方式
44.以下，参照附图来详细说明本实用新型的实施例。为了能够将本实用新型的思想充分传递给本领域技术人员，作为示例提供以下介绍的实施例。因此，本实用新型并不局限于如下所述的实施例，其可以具体化为其他形态。并且，在附图中，可能为了便利而夸大示出构成要素的宽度、长度、厚度等。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
45.以下，参照附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
46.图1是用于说明根据本实用新型的一实施例的晶圆载体100的示意性的平面图，图2是扩大示出图1的晶圆载体100内的一个凹槽23的平面图，图 3a、图3b及图3c是分别沿图2的截取线a-a
′
、b-b
′
及c-c
′
而截取的示意性的剖面图。
47.首先，参照图1，晶圆载体100可以具有形成有凹槽23的平板21，并且在平板21的下部面可以具有主轴收容槽25。
48.在晶圆上生长外延层期间，平板21以主轴收容槽25为中心高速旋转。尽管在本说
明书中说明了平板21沿顺时针方向旋转，但是平板21也可以沿逆时针方向旋转。凹槽23形成于平板21的上部面侧。平板21的上部面可以是大致平坦的面。
49.在附图中，附图标记31表示布置有加热器的区域的最外廓线，凹槽23 可以布置于被该最外廓线31围绕的区域内部。晶圆载体100被加热器加热。凹槽23可以全部布置于加热器区域上，使得晶圆被加热器均匀地加热。
50.凹槽23可以在平板21内以多样的方式排列。如图1所示，凹槽23可以辐射状布置于距主轴收容槽25相同的距离处，因此，热量可以从加热器相同地传递到布置于凹槽23上的晶圆。然而，本实用新型并不限于此。也可以在被凹槽23围绕的区域内布置有额外的凹槽。
51.另外，凹槽23具有与晶圆的形状相似的形状。例如，如图所示，凹槽 23可以是圆形。然而，本实用新型并不限于此，凹槽23可以是半圆形，也可以是例如三角形、四边形、五边形、六边形等的多边形形状。
52.参照图1、图2、图3a、图3b及图3c，凹槽23可以包括底面23b及凸台23t(23t1、23t2、23t3)。
53.凹槽23的底面23b可以具有凹陷形状，但是并不限于此，也可以是实质上平坦的形状，凹陷的底面23b可以为了收容晶圆的弯曲而形成。
54.凸台23t1、23t2、23t3布置于底面23b的边缘附近。凸台23t1、23t2、 23t3可以在凹槽23内部辐射状布置。如图所示，凹槽23可以具有60度旋转对称结构，但是本实用新型并不限于此，也可以具有120度旋转对称结构，也可以以非对称结构布置。凸台23t1、23t2、23t3是安置晶圆的部分，决定布置于凹槽23内的晶圆的高度。在此，凸台23t1的高度h1(即，从底面23b 的上端到凸台23t1的高度)、凸台23t2的高度h2(即，从底面23b的上端到凸台23t2的高度)、凸台23t3的高度h3(即，从底面23b的上端到凸台23t3 的高度)彼此不同。例如，凸台23t1与凸台23t2之间的高度差为d1，并且凸台23t1位于比凸台23t2高的位置。并且，凸台23t1与凸台23t3之间的高度差为d2，凸台23t1位于比凸台23t3低的位置。凸台23t2与凸台23t3之间的高度差为d3，凸台23t2位于比凸台23t3低的位置。
55.例如，当以h1为基准时，h2可以在大于0％且20％以下的范围内(进一步，在7％至12％的范围内)比h1小，并且h3可以在大于0％且20％以下的范围内(进一步，在7％至12％的范围内)比h1大。即，h2可以小于 h1且是h1的80％以上，h3可以大于h1且是h1的120％以下。更具体而言，h2可以在h1的88％至93％的范围内，h3可以在h1的107％至112％的范围内。作为一示例，h1可以为约63μm，h2可以为约58μm，h3可以为约68μm，作为另一示例，h1可以为约63μm，h2及h3可以分别为约56μm 及约70μm。
56.如图2所示，凸台23t1可以布置于第一区域r1，凸台23t2可以布置于第二区域r2，凸台23t3可以布置于第三区域r3。在此，第二区域r2是与第一区域r1和第三区域r3相比更靠近主轴收容槽25及晶圆载体100的中心的区域。另外，第三区域r3位于晶圆载体100旋转时的旋转方向的后端侧，第一区域r1位于前端侧。据此，布置于凹槽23内的晶圆在第二区域r2的位置低于第一区域r1，在第三区域r3的位置高于第一区域r1。
57.在此，第一区域r1、第二区域r2及第三区域r3由彼此保持120度角度的第一辐射状轴x1、第二辐射状轴x2及第三辐射状轴x3而定义。第二辐射状轴x2沿相对于晶圆载体100的中心相反的方向延伸，第一辐射状轴 x1和第三辐射状轴x3分别布置于相对于第二辐射状轴x2沿顺时针方向旋转120度及沿逆时针方向旋转120度的位置。第一区域r1位于由第一辐
射状轴x1和第二辐射状轴x2定义的凹槽区域内，第二区域r2位于由第一辐射状轴x1和第三辐射状轴x3定义的凹槽区域内，第三区域r3位于由第二辐射状轴x2和第三辐射状轴x3定义的凹槽区域内。
58.在凸台23t布置于相同高度的情况下，在晶圆载体100沿顺时针方向以400rpm至1200rpm的高速旋转时，布置于凹槽23内的晶圆具有在第二区域r2向上翘起、在第三区域r3向下落下的倾向。其结果，在放置于第二区域r2上的晶圆的边缘位置通常具有在相对低的温度下沉积的外延层，从而发出比中心区域更长的波长的光。另外，在放置于第三区域r3上的晶圆的边缘位置通常具有在相对高的温度下沉积的外延层，从而发出比中心区域更短的波长的光。
59.与此相反，通过调节布置于第一区域r1、第二区域r2、第三区域r3 的凸台23t1、23t2、23t3的高度，可以使外延层在实质上相同的温度下沉积在晶圆的边缘位置，据此，可以减小在相同晶圆中制造的发光二极管的波长偏差。
60.可以考虑晶圆载体100的旋转速度、晶圆的弯曲等、工艺压力及工艺温度等工艺条件来设定凸台23t1、23t2、23t3的高度。
61.在本实施例中，在第一区域r1、第二区域r2、第三区域r3分别布置有两个凸台，但是本实用新型并不限于此。例如，可以在各个区域中布置一个或三个以上的凸台。进而，尽管说明了各区域内的凸台布置为相同的高度，但是各区域内的凸台也可以具有彼此不同的高度。
62.由于本实施例针对晶圆载体100沿顺时针方向旋转的情况，因此，在晶圆载体100沿逆时针方向旋转的情况下，第一区域r1和第三区域r3的位置将彼此交换。
63.图4是用于说明根据本实用新型的又一实施例的晶圆载体的凹槽的示意性的平面图。
64.参照图4，在上述实施例中，凸台23t1、23t2、23t3彼此隔开而布置于凹槽23内，但是本实施例的区别在于，在凹槽23内布置有边缘部23r。边缘部23r可以沿着底面23b的边缘而连续地布置。在本实施例中，布置于凹槽内的晶圆放置于边缘部23r上。
65.边缘部23r可以连续地布置成环状，但各个区域r1、r2、r3内的边缘部23r的高度可以彼此不同。例如，在位于晶圆载体的旋转方向的前端侧的第一区域r1中，边缘部23r的高度可以具有中间程度的高度，在靠近主轴收容槽的第二区域r2中，边缘部23r的高度可以低于第一区域r1，在位于晶圆载体的旋转方向的后端侧的第三区域r3中，边缘部23r的高度可以高于第一区域r1。
66.据此，可以调节放置于凹槽23内的晶圆的高度，因此，可以减小在晶圆制造的发光二极管的发光波长的偏差。
67.图5是用于说明根据本实用新型的又一实施例的晶圆载体200的示意性的平面图。
68.参照图5，晶圆载体200包括形成于平板121上表面的多个凹槽123、125。如上述实施例，凹槽123、125可以分别包括凸台23t或边缘部23r。
69.另外，凹槽123、125包括外部凹槽123及内部凹槽125。内部凹槽125 被外部凹槽123围绕。在此，内部凹槽125与外部凹槽123之间的距离为5mm 以上。将内部凹槽125与外部凹槽123之间的距离设置为5mm以上，使得当载体200高速旋转时，可以防止工艺气体在凹槽123与凹槽125之间的区域不均匀地流动，从而外延层可以均匀地沉积在晶圆上。
70.图6a是示出使用根据现有技术的晶圆载体而制造的整个晶圆的波长分布的图表，图6b是示出使用根据本实用新型的一实施例的晶圆载体而制造的整个晶圆的波长分布的图表。利用光致发光测量了晶圆的发光波长，并累积其而示出于图表。
71.另外，图7a是示出使用根据现有技术的晶圆载体而制造的一个晶圆的波长分布的图表，图7b是示出使用根据本实用新型的一实施例的晶圆载体而制造的一个晶圆的波长分布的图表。
72.参照图6a及图6b可知，根据本实用新型的实施例而制造的晶圆的峰值波长的分布比根据现有技术使用在凹槽内形成有相同高度的凸台的晶圆载体制造的晶圆的峰值波长的分布相对窄。在现有技术中，整个晶圆的峰值波长的平均值和标准偏差分别为约450.0nm和约1.89nm，根据本实施例的整个晶圆的峰值波长的平均值和标准偏差分别为约451.8nm和约0.94nm。
73.并且，参照图7a及图7b可知，在根据本实施例而制造的晶圆中，一个晶圆内的峰值波长的分布也显示出更窄的分布。在现有技术中，晶圆的峰值波长的平均值和标准偏差分别为约450.2nm和约1.88nm，根据本实施例的一个晶圆的峰值波长的平均值和标准偏差分别为约452.1nm和约0.61nm。
74.以上，对本实用新型的多样的实施例进行了说明，但是本实用新型并不限于这些实施例。并且，在不脱离本实用新型的技术思想的情况下，针对一个实施例说明的事项或构成要素也可以应用于其他实施例。