石墨盤、具有上述石墨盤的反應腔室制造技術

本實用新型專利技術解決的技術問題是提供了一種化學氣相沉積工藝的石墨盤和含有上述石墨盤的反應腔室，其中所述石墨盤具有用于放置襯底的凹槽，包括：孔洞，位于與所述襯底的邊緣對應的石墨盤中，所述孔洞用于減少對襯底邊緣的熱輻射。本實用新型專利技術減小了襯底的邊緣與襯底的中部之間的溫差，提高襯底受熱的均勻性，改善了化學氣相沉積工藝的均勻性，提高了外延芯片的良率。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及化學氣相沉積(CVD)
，特別涉及化學氣相沉積設備的石墨盤、反應腔室。
技術介紹
MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一種化學氣相外延沉積工藝。它以III族、II族元素的有機化合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長的源材料，以熱分解反應方式在石墨盤上進行沉積工藝，生長各種III -V族、II - VI族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。下面對現有的化學氣相沉積工藝的原理進行說明。具體地，以MOCVD為例，請參考圖I所示的現有的化學氣相沉積工藝設備的結構示意圖。手套箱10內形成有相對設置的噴淋頭11和石墨盤12。所述噴淋頭11內可以設置多個小孔，所述噴淋頭11用于提供反應氣體。所述石墨盤12內具有多個凹槽，每個凹槽內對應放置一片襯底121，所述襯底121的材質通常為價格昂貴的藍寶石。所述石墨盤12的下方還形成有加熱單元13，所述加熱單元13對石墨盤12進行加熱，石墨盤12受熱升溫，能夠以熱輻射和熱傳導方式對襯底121進行加熱。由于襯底121放置在石墨盤12中，兩者接觸，因此石墨盤12對襯底121的加熱以熱傳導為主。在進行MOCVD工藝時，反應氣體自噴淋頭11的小孔進入石墨盤12上方的反應區域(靠近襯底121的表面的位置)，所述襯底121由于加熱單元13的熱傳導加熱而具有一定的溫度，從而該溫度使得反應氣體之間進行化學反應，從而在襯底121表面沉積外延材料層。在實際中發現，現有的化學氣相沉積工藝的均勻性不高，外延芯片的良率偏低。
技術實現思路
本技術實施例解決的問題是提供了一種石墨盤、含有上述石墨盤的反應腔室，提高了對襯底(尤其是發生了變形的襯底)的加熱的均勻性，改善了化學氣相沉積工藝的均勻性，提高了外延芯片的良率。為了解決上述問題，本技術提供一種化學氣相沉積工藝的石墨盤，具有用于放置襯底的凹槽，包括孔洞，位于與所述襯底的邊緣對應的石墨盤中，所述孔洞用于減少對襯底邊緣的熱輻射。可選地，所述孔洞與凹槽相連通。可選地，所述凹槽的側壁和底部形成V型。可選地，還包括支撐架，用于將襯底懸置，使得襯底與石墨盤不接觸。可選地，所述支撐架的材質為石英、石墨、氮化硼、陶瓷或氧化鋯中的一種或多種。可選地，所述支撐架的頂部固定于凹槽兩側的石墨盤上，所述支撐架的底部用于放置襯底。可選地，所述支撐架為Z型或階梯型。可選地，所述襯底的正面、石墨盤的正面和支撐架的正面齊平。相應地，本技術還提供一種化學氣相沉積設備的反應腔室，包括所述的石墨盤。與現有技術相比，本技術具有以下優點本技術通過在與所述襯底的邊緣對應的石墨盤中設置孔洞，減少對襯底邊緣的熱輻射，減小襯底的邊緣與襯底的中部之間的溫差，提高襯底受熱的均勻性；進一步有優化地，本技術實施例提供的石墨盤的凹槽具有與之對應的支撐架，利用該支撐架將襯底懸置，使得襯底與石墨盤不接觸，在進行化學氣相沉積工藝時，石墨盤作為襯底的熱源(石墨盤在加熱單元的加熱下升溫，能夠以熱輻射和熱傳導方式提供 熱量)，由于襯底與石墨盤不接觸，因此利用本技術所述的石墨盤能夠實現對襯底的加熱以熱輻射方式為主，消除了現有技術利用熱傳導加熱給襯底上各點的加熱的不均勻造成的影響，提高了對襯底加熱的均勻性，相應改善了化學氣相沉積工藝的均勻性和襯底上形成的外延材料層的均勻性；進一步優化地，所述支撐架的正面、襯底的正面與石墨盤的正面齊平，可以避免由于襯底正面的氣流分布不均勻；進一步優化地，所述支撐架懸掛于所述凹槽兩側的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定于所述凹槽的兩側的石墨盤上，所述支撐架的底部用于放置襯底，所述支撐架的形狀為Z型圓環，當襯底需要隨著石墨盤一起轉動的時候，有利于保證襯底與石墨盤的相對穩定。附圖說明圖I是現有技術的MOCVD裝置的結構示意圖；圖2是是本技術第一實施例的石墨盤的結構示意圖；圖3是本技術第二實施例的石墨盤的結構示意圖；圖4是圖3所示的石墨盤的俯視結構示意圖；圖5是本技術第三實施例的石墨盤的結構示意圖；圖6是本技術第四實施例的石墨盤的結構示意圖；圖7是本技術第五實施例的石墨盤的結構示意圖；圖8是本技術第六實施例的石墨盤的結構示意圖；圖9是本技術第七實施例的石墨盤的結構示意圖；圖10是圖9中的支撐架的底部結構示意圖；圖11是本技術第八實施例的石墨盤的結構示意圖；圖12是本技術第九實施例的石墨盤的結構示意圖。具體實施方式現有技術的化學氣相沉積工藝的均勻性不高，外延芯片的良率偏低。經過專利技術人研究發現，由于襯底受熱不均勻(襯底的各點有溫差)導致化學氣相沉積工藝后在襯底上形成的外延材料層不均勻。由于邊緣效應影響，石墨盤對襯底加熱過程中，襯底邊緣的溫度高于襯底中部的溫度。為了減小襯底邊緣的溫度，本專利技術通過在襯底邊緣附近的石墨盤中設置孔洞，減小對襯底邊緣的熱輻射或熱傳導。具體地，該孔洞可以位于與襯底的邊緣對應的石墨盤中，比如，該孔洞可以位于襯底兩側的石墨盤中，并且該孔洞可以與放置襯底的凹槽的側壁相連通或者不連通；該孔洞也可以位于襯底邊緣下方的石墨盤中，該孔洞可以與凹槽的底部相連通或不連通(不連通即為孔洞與凹槽之間具有石墨盤隔離)。下面結合實施例對本技術的技術方案進行詳細的說明。為了更好地說明本技術的技術方案，請結合圖2所示的本技術第一實施例的石墨盤的結構示意圖。石墨盤20的正面向上，石墨盤20內具有凹槽，所述凹槽具有底部和側壁。本技術所述的凹槽的側壁為凹槽的垂直于石墨盤20的正面的兩側，所述凹槽的底部露出下方的石墨盤20。本技術所述的石墨盤的正面是石墨盤的朝向噴淋頭(未示出)一側的表面，以上定義適用于全文，特此說明。本技術所述的孔洞位于襯底22兩側的石墨盤20內，且該孔洞上方覆蓋有石墨盤20，與孔洞直接暴露于噴淋頭下方相比，本實施例可以防止孔洞內發生化學反應而形·成填充物，并且使得襯底22兩側的表面為平整的表面，有利于襯底22上方的源氣體形成均勻的分布。下面請參考圖3所示的本技術第二實施例的石墨盤的結構示意圖。與第一實施例相同的結構米用相同的標號表不。本實施例與第一實施例的區別在于，凹槽的底部設置有支撐架21，該支撐架21環繞凹槽的側壁和底部一周，襯底22位于支撐架21上方。作為一個實施例，圖3所示的石墨盤20中僅有一個凹槽，在其他的實施例中，石墨盤中可以有多個凹槽。所述支撐架21用于將襯底22懸置，使得襯底22與石墨盤20不接觸，從而消除由于襯底22與石墨盤20接觸帶來的熱傳導，使得石墨盤20對襯底22的加熱為熱輻射或以熱輻射為主。請結合圖4，為圖3所示的石墨盤的俯視示意圖。所述支撐架21的形狀為環形。該環形的支撐架21環繞凹槽的側壁和底部一周，襯底22位于支撐架21上方。請繼續參考圖3，作為本技術的一個可選實施例，支撐架21位于襯底22的下方。襯底22的背面與石墨盤20不接觸。所述支撐架21的高度L應滿足，當襯底22呈現碗狀的變形(即襯底22的中部朝向凹槽的底部變形)時，襯底22的背面仍然與石墨盤20不接觸。作為本技術的又一可選實施例，所述支撐架21的高度L與襯底22的厚度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種化學氣相沉積工藝的石墨盤，具有用于放置襯底的凹槽，其特征在于，包括：孔洞，位于與所述襯底的邊緣對應的石墨盤中，所述孔洞用于減少對襯底的邊緣的熱輻射。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁秉文，
申請(專利權)人：光達光電設備科技嘉興有限公司，
類型：實用新型
國別省市：