[发明专利]用于改良外延过程中衬底晶片表面温场的方法

摘要

本发明一种用于改良外延过程中衬底晶片表面温场的方法，首先选取复合衬底晶片，在初始温度和外延起始温度不同时，计算出复合衬底晶片中第一种材料的体积变化和第二种材料的体积变化，然后根据第一种材料的体积变化和第二种材料的体积变化计算出复合衬底晶片变形后的球面半径；再根据计算得出的R0值在载体上开设衬底球径结构；然后把复合衬底晶片置放到衬底球径结构中，在HVPE中进行半导体材料生长。本发明改善了半导体材料外延过程起始阶段衬底晶片表面温场的均匀性，提高外延起始层与原有材料的衔接质量，降低了工艺调试难度，提高了外延半导体材料的质量。

主权项

一种用于改良外延过程中衬底晶片表面温场的方法，其特征在于，包括以下步骤：①、选取复合衬底晶片，在初始温度和外延起始温度不同时，首先计算出复合衬底晶片中第一种材料的体积变化和第二种材料的体积变化，然后根据第一种材料的体积变化和第二种材料的体积变化计算出复合衬底晶片变形后的球面半径；第一种材料的体积变化公式为：πr2·a·α1·（T2 ‑T1）=θ·[(R0+a)3·4π/3 ‑ R03·4π/3 ] ‑πr2·a   (１)，整理公式(１)得到以下公式：πr2·a·α1·（T2 ‑T1）+ πr2·a =θ·[(R0+a)3 ‑ R03 ]·4π/3  　　　 (２)；a 代表：第一种材料的厚度；α1　代表：第一种材料的体积热胀系数；T1　代表：初始温度；T2　代表：外延起始温度；θ代表：变形后的复合衬底晶片球面对应的立体角度；r　代表：复合衬底晶片的半径；R0　代表：变形后的复合衬底晶片球面半径；第二种材料的体积变化公式为：πr2·b·α2·（T2‑T1）=θ·[(R0+a+b)3·4π/3‑（R0+a) 3· 4π/3 ]‑πr2·b　　(３)，整理公式(３)得到以下公式：πr2·b·α2·（T2 ‑T1）+ πr2·b = θ·[(R0+ a+b)3 ‑ （R0 +a）3]·4π/3  　(４)；a 代表：第一种材料的厚度；b 代表：第二种材料的厚度；α２　代表：第二种材料的体积热胀系数；T1　代表：初始温度；T2　代表：外延起始温度；θ代表：变形后的复合衬底晶片球面对应的立体角度；r　代表：复合衬底晶片的半径；R0　代表：变形后的复合衬底晶片球面半径；最后由上述公式(２)和(４)计算得出R0值，R0的单位是mm；②、首先选择用于放置复合衬底晶片的载体，再根据步骤①计算得出的R0值在所述载体上开设用于材料生长的复数衬底球径结构，所述衬底球径结构的球径为R0，所述衬底球径结构与所述复合衬底晶片变形后球面相匹配吻合；③、把所述复合衬底晶片置放于所述载体的衬底球径结构中，再把容置有复合衬底晶片的载体放置到氢化物气相外延HVPE设备中进行半导体材料生长。