[发明专利]保持半导体晶片的基座、在半导体晶片的正面沉积外延层的方法、具有外延层的半导体晶片

说明书

本发明涉及用于在半导体晶片的正面沉积层期间保持所述半导体晶片的基座，其包括基座环和基座基部，其中在所述基座环下方以旋转对称分布的方式布置所述基座基部的凹部；使用所述基座在半导体晶片的正面沉积外延层的方法；以及具有外延层的半导体晶片。

本发明涉及用于在半导体晶片的正面沉积外延层期间保持所述半导体晶片的基座。本发明还涉及在半导体晶片的正面沉积外延层的方法，在所述方法的过程中使用所述基座，并且涉及具有外延层的半导体晶片。

现有技术/问题

US 2008/0118712 A1描述了包括基座环和基座基部的基座。基座环具有用于以半导体晶片背面的边缘区域放置半导体晶片的凸缘，并且所述基座环被放置在基座基部上，以便用于在半导体晶片的正面沉积层。

US 2007/0227441 A1注意到对由硅构成的外延涂覆的半导体硅晶片的边缘区域中的外延层厚度的周期性波动。原因是外延层生长所处的不同生长速率。不同的生长速率与半导体晶片的正面的晶体取向有关。半导体晶片的正面是半导体晶片的在其上沉积外延层一侧的表面。为了使外延层的厚度在边缘区域中更均匀，US 2007/0227441 A1提出随着厚度波动的周期而改变基座的结构。

出于同样的目的，US 2013/0263776提出在基座中一定位置处另外布置孔，所述位置对称地位于放置在基座上的半导体晶片的半径之外的基座圆周上。

本发明的目的是通过改良基座来改进在边缘区域中具有沉积的外延层的半导体晶片的平整度，而不必须影响外延层的厚度。特别地，本发明证实了，不会由于外延层的沉积而使边缘滚降(edge roll-off)(ERO)更均匀的方式。

该目的借助于在半导体晶片的正面沉积外延层期间保持所述半导体晶片的基座来实现，所述基座包括

基座环，其具有凸缘，所述凸缘用于以所述半导体晶片背面的边缘区域放置所述半导体晶片；和

基座基部，其中所述基座环在所述基座基部上位于所述基座基部的中心周围，其特征在于，

所述基座基部具有凹部，其位于所述基座环下方并且以旋转对称分布的方式布置在所述基座基部上，并且每个凹部的径向宽度大于所述基座环的径向宽度。

本发明还涉及用于在半导体晶片的正面沉积外延层的方法，所述方法包括：

提供所述半导体晶片；

在根据本发明的基座的基座环的凸缘上布置所述半导体晶片，其中所述基座基部具有与所述半导体晶片正面的边缘区域的两种交替部分区域中的第一种部分区域相对应的多个凹部，并且由于正面的晶体取向，所述外延层在所述第一部分区域中的生长速率低于在所述第二部分区域中的生长速率，使得所述第一部分区域位于所述基座基部的凹部上方；和

在所述半导体晶片的正面沉积所述外延层。

最后，本发明涉及具有外延层的半导体晶片，其中具有外延层的半导体晶片的边缘区域的第一部分区域中的外延层的厚度比所述边缘区域的第二部分区域中的外延层的厚度薄，并且材料沉积存在于所述半导体晶片的背面，借助于所述材料沉积，具有外延层的所述半导体晶片在所述第一部分区域中的总厚度与具有外延层的所述半导体晶片在所述第二部分区域中的总厚度匹配。

半导体晶片优选在边缘区域中的局部平整度，对于2mm的边缘排除，具有不大于12nm的最大ESFQR值，优选对于2mm的边缘排除具有不大于10nm的最大ESFQR值。

半导体晶片或其包含半导体晶片表面的至少一部分是单晶的，并且优选地由硅、锗或这些元素的混合物组成。半导体晶片可完全由所提到的材料之一组成。然而，这还可以是SOI晶片(绝缘体上硅)、接合的半导体晶片或已涂覆有一个或多个外延层的衬底晶片。外延层优选由硅、锗或这些元素的混合物组成，并且如果适当，含有掺杂剂。