CN103668123A

CN103668123A - 金属有机物化学气相沉积设备的载片盘

Info

Publication number: CN103668123A
Application number: CN201210353117.9A
Authority: CN
Inventors: 甘志银; 胡少林; 潘建秋; 蒋小敏; 植成杨; 刘玉贵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明公开了一种用于金属有机物化学气相沉积设备的载片盘，通过在载片盘下表面的特定位置处的圆周方向设置矩形或者曲面形式至少一条凸槽或者凹槽，或者在载片盘上表面的特定位置处设置至少一条矩形或者曲面形式凹槽，或者以上方式混合设置。本发明的优点是通过修正载片台不同圆周等处的厚度，改变载片台的局部热阻，以达到一次性修正由于加热部件制造误差和系统设计误差造成的温度不均性问题。本发明最终能实现载片台温度均匀性达到1摄氏度以内，并能实现设计上的所需要的特殊温度分布，以适应大尺寸外延生长的需求。

Description

金属有机物化学气相沉积设备的载片盘

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其是涉及一种用于金属有机物化学气相沉积设备的载片盘。

背景技术

化学气相沉积技术（Metal Organic Chemical Vapor Deposition,简称MOCVD）集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、传热学、光学、化学、计算机多学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的高端半导体材料、光电子专用设备。MOCVD是一种非平衡生长技术，其工作机理是通过源气体传输，使得III族烷基化合物（TMGa、TMIn、TMAl、二茂镁等）与V族氢化物（AsH3、PH3、NH3等）在反应腔内的衬底上进行热裂解反应。就外延材料的生长速率比较适中，可较精确地控制膜厚。它的组分和生长速率均由工艺温度、各种不同成分的气流和精确控制的源流量决定的。其中温度相差1摄氏度，会使光电器件的中心波长漂移1纳米左右，所以对于生产型MOCVD设备来说，整个载片台温度均匀性很重要。目前，解决温度均匀性的方法主要是多区加热方式进行分区控制实现，但是在实现过程中，由于整个系统的制造误差以及系统设计误差的存在使得整个载片台温度均匀性很难达到1摄氏度以内。

如图1所示为现有技术中一种MOCVD装置结构示意图，包括气体输入和混合装置1，腔壁2，抽气口15，反应腔体16，在反应腔体16中有载片盘3，载片盘上表面5上设置浅槽放置衬底4，载片盘下表面9是平面结构，其下方是由加热片6、7、8及反射板10组成的三区电阻片加热系统。由于受加热片6，7，8之间耦合及反射板结构、系统制造精度等因素的影响，使得载片台表面5的温度分布存在系统上的温度不均匀，比如由于加热片之间的耦合使局部温度上升，另外由于发射板10的局部缺位是局部温度下降。如图2所示的温度测试曲线，在加热片6与加热片7，加热片7与加热片8耦合对应位置处附近均出现了较大下降的波动，（参见图2）而且实际操作中很难通过调节各加热区的功率来调平，而使温度均匀。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷,提供一种金属有机物化学气相沉积设备的载片盘。本发明采用的技术方案是通过常规载片台测试得到载片台温度分布，根据实际的温度分布，在载片盘的特定位置增加凸起或凹槽或曲面以改变局部热阻达到修正载片盘温度均匀性的目标。

本发明的载片盘2包括载片盘上表面25和载片盘下表面29，载片盘上表面25上设置浅槽放置衬底24，其特征在于在多区加热系统的相邻加热片耦合对应的载片盘下表面29位置附近处圆周方向设置至少一条凸槽或凹槽31。

该凸槽或凹槽31为矩形或者曲面形的，也可以混合设置矩形和曲面形的凸槽或凹槽。

在多区加热系统的加热片正上方对应的载片盘上表面25位置附近处圆周方向设置至少一条凹槽33，该凹槽33为矩形或者曲面形的。也可以混合设置矩形和曲面形的凹槽。

本发明的优点是通过修正载片台不同圆周等处的厚度，改变载片台的局部热阻，以达到一次性修正由于加热部件制造误差和系统设计误差造成的温度不均性问题。本发明最终能实现载片台温度均匀性达到1摄氏度以内，并能实现设计上的所需要的特殊温度分布，以适应大尺寸外延生长的需求。

附图说明

图1为现有技术中的金属有机物化学气相沉积设备中的载片盘示意图；

图2为现有技术实施过程中测试获得的载片盘上表面的一组温度曲线；

图3为本发明金属有机物化学气相沉积设备载片盘的第一个实施例的示意图；

图4为本发明金属有机物化学气相沉积设备载片盘的第二个实施例的示意图；

图5为本发明金属有机物化学气相沉积设备载片盘的第三个实施例的示意图；

图6为本发明金属有机物化学气相沉积设备载片盘的第四个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

实施例一

参见图3，本发明的载片盘2包括载片盘上表面25和载片盘下表面29，载片盘上表面25上设置浅槽放置衬底24，载片盘下表面29下方是由加热片26、27、28及反射板30组成的三区电阻片加热系统。

载片盘（23）由钼、钨、钽、铼或钼、钨、钽、铼中的其中任意两种以上元素合金材料制成，或者由石墨和碳硅化合物材料制成。

载片盘下表面29对应在多区加热系统的相邻加热片26、27耦合和加热片27、28耦合处附近位置的圆周方向分别设置凸槽（或凹槽）31。由于组成载片盘的固体材料导热系数较反应腔体中的气体导热系数高很多，设置矩形凸槽31将会比不设置矩形凸槽31提高相应部位的温度，以调节平衡载片盘上表面25温度的波动，达到温度均匀的效果。

实施例二

参考图4，实施例二与实施例一相同，所不同的是载片盘下表面29设置的矩形凸槽31换成曲面形式凸槽32。

也可以混合设置矩形和曲面形的凸槽或凹槽（图中未视）。

实施例三

参考图,5，载片盘23包括载片盘上表面25和载片盘下表面29，载片盘上表面25上设置浅槽放置衬底24，载片盘下表面29下方是由加热片26、27、28及反射板30组成的三区电阻片加热系统。

载片盘23由钼、钨、钽、铼或钼、钨、钽、铼中的其中任意两种以上元素其合金材料制成，或者由石墨和碳硅化合物材料制成。

在载片盘23的上表面25对应的多区加热系统的加热片26，27，28正上方处附近位置的圆周方向分别设置矩形凹槽33。由于组成载片盘的固体材料导热系数较反应腔体中的气体导热系数高很多，设置矩形凹槽33将会比不设置矩形凹槽33降低相应部位的温度，以调节平衡载片盘上表面25温度的波动，达到温度均匀的效果。

实施例四

参考图5，实施例四与实施例三相同，所不同的是载片盘上表面25设置的矩形凹槽33换成曲面形式凹槽34。

也可以混合设置矩形和曲面形的凹槽（图中未视）。

Claims

1.一种金属有机物化学气相沉积设备的载片盘，载片盘（23）包括载片盘上表面（25）和载片盘下表面（29），载片盘上表面（25）上设置浅槽放置衬底（24），其特征在于在多区加热系统的相邻加热片耦合对应的载片盘下表面（29）位置附近处圆周方向设置至少一条凸槽或凹槽（31）。

2.根据权利要求1所述的金属有机物化学气相沉积设备的载片盘，其特征在于所述载片盘下表面（29）位置附近处圆周方向设置的凸槽或凹槽（31）为矩形或者曲面形的。

3.根据权利要求1或2所述的金属有机物化学气相沉积设备的载片盘，其特征在于所述载片盘下表面（29）位置附近处圆周方向混合设置矩形和曲面形的凸槽或凹槽。

4.一种金属有机物化学气相沉积设备的载片盘，载片盘（23）包括载片盘上表面（25）和载片盘下表面（29），载片盘上表面（25）上设置浅槽放置衬底（24），其特征在于在多区加热系统的加热片正上方对应的载片盘上表面（25）位置附近处圆周方向设置至少一条凹槽（33）。

5.根据权利要求4所述的金属有机物化学气相沉积设备的载片盘，其特征在于所述载片盘上表面（25）位置附近处圆周方向设置的凹槽（33）为矩形或者曲面形的。

6.根据权利要求4或5所述的金属有机物化学气相沉积设备的载片盘，其特征在于所述载片盘上表面（25）位置附近处圆周方向混合设置矩形和曲面形的凹槽。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的金属有机物化学气相沉积设备的载片盘，其特征在于所述的载片盘（23）由钼、钨、钽、铼或者是钼、钨、钽、铼中的其中任意两种以上元素合金材料制成，或者由石墨和碳硅化合物材料制成。