CN105039933A - 用于外延生长的托盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于外延生长的托盘，所述托盘的第一表面包括多个用于平置外延衬底的卡槽，所述卡槽底部设置有多个支撑部件，所述支撑部件用于支撑所述外延衬底使其脱离卡槽底部，所述托盘的与第一表面相对应的第二表面内具有弧形凹陷，所述凹陷的位置与第一表面的所述卡槽的位置相对应。本发明的优点在于，通过采用支撑部件使外延衬底悬空，并在背面设置了弧形凹陷以均衡热应力，提高外延质量。

Description

用于外延生长的托盘

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种用于外延生长的托盘。

背景技术

金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)是制备高质量半导体外延膜的重要的技术。所制备的外延膜可用于光电、微波电子材料等。其工作原理为反应气体通过载气携带经由气体输运系统的源材料带到反应腔，加热器为反应腔中的化学反应提供温度可靠的热能，反应物在衬底托盘上发生化学反应从而在衬底片上沉积一层薄膜。薄膜的组分和生长速率由各种不同成分的气流和精确控制的源流量决定。

MOCVD作为化合物半导体材料外延生长的理想方法，具有质量高、稳定性好、重复性好、工艺灵活、能规模化量产等特点。MOCVD是制备宽禁带氮化物外延材料的核心生长技术，从生长的氮化物外延片和器件性能以及生产成本等主要指标来看还没有其它方法能够与之相比。

衬底托盘是MOCVD反应器重要的零部件，一个或多个衬底基片通常置于其上。在生长期间，被加热的衬底托盘加热衬底基片。加热可通过射频线圈加热、电阻加热或光辅助加热来实现。衬底托盘的温度的均匀性对于生长出光电特性一致的外延片而言十分重要。特别对于大直径的衬底，在外延层生长和降温过程中，其异质外延的材料和衬底之间由于存在晶格和热膨胀系数的失配，会引起外延层中的应力，使之向上凹或向下凸，当应力过大，会使外延层产生大量的裂纹，影响器件的制备。因此，对于大尺径衬底上的外延生长，衬底托盘设计时必须考虑外延层所产应力引起的温度不均匀性，进行补偿，提高外延生长的一致性和重复性。

为了清洁衬底托盘表面生长的氮化物残留物，有时需要将衬底托盘移到反应腔外进行烘烤清洁，因此，取放方便，维护简单对于衬底托盘而言也很重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于外延生长的托盘，可以通过均衡外延热应力以提高外延晶体质量。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于外延生长的托盘，所述托盘的第一表面包括多个用于平置外延衬底的卡槽，所述卡槽底部设置有多个支撑部件，所述支撑部件用于支撑所述外延衬底使其脱离卡槽底部，所述托盘的与第一表面相对应的第二表面内具有弧形凹陷，所述凹陷的位置与第一表面的所述卡槽的位置相对应。

可选的，所述托盘的第二表面设置有多个定位柱，所述定位柱用于将所述托盘与一放置所述托盘的支架固定，在所述支架上与所述定位柱的对应位置进一步设置定位槽，所述定位柱与定位槽相配合，用于防止所述托盘在所述支架上横向滑移。

可选的，所述托盘由多个扇区组成，每个扇区内至少包括一个所述卡槽，相邻扇区之间通过至少一个楔形卡扣相连接。

可选的，每个扇区至少包括一个定位柱。

本发明的优点在于，通过采用支撑部件使外延衬底悬空，并在背面设置了弧形凹陷以均衡热应力，提高外延质量。

并且，进一步通过定位柱和扇区的设计，使托盘容易拆卸清洗。

附图说明

附图1所示是本发明的具体实施方式所述用于外延生长的托盘第一表面的结构示意图。

附图2所示是附图1所示结构沿AA方向横截面的示意图。

附图3所示是附图1所示托盘和对应的支架之间的位置关系示意图。

附图4所示是包含多个扇区的一具体实施方式的托盘结构示意图。

附图5所示是包含多个扇区的另一具体实施方式的托盘结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种用于外延生长的托盘的具体实施方式做详细说明。

附图1所示是本具体实施方式所述用于外延生长的托盘第一表面的结构示意图。所述托盘10的第一表面包括多个用于平置外延衬底(未图示)的卡槽11，本具体实施方式包括6个卡槽11。在其它的具体实施方式中可以根据需要设置一个或者多个卡槽。本具体实施方式中，托盘10和卡槽11的形状均为圆形。在其它的具体实施方式中，托盘10的形状可以任意设置，而卡槽11的形状由外延衬底的形状决定，以能卡紧外延衬底为准。

所述卡槽11的底部设置有多个支撑部件12。本具体实施方式中每个卡槽11包括三个支撑部件12。在其他的具体实施方式中，可以根据需要设置一个或者多个支撑部件，且不同的卡槽内的支撑部件的数目以及排布方式可以相同或者不同。所述支撑部件12用于支撑所述外延衬底使其脱离卡槽11底部。因此本具体实施方式中包括了3个支撑部件12以形成稳定的支撑。如果支撑部件12沿平行于第一表面方向的横截面积足够大，也可以只采用两个甚至一个支撑部件12来对外延衬底形成稳定的支撑。所述支撑部件12使外延衬底悬空，其作用在于均衡热量分布，提高外延生长的材料均匀性。

继续参考附图2所示是附图1所示结构沿AA方向横截面的示意图。所述托盘10的与第一表面相对应的第二表面内具有弧形凹陷13，所述凹陷13的位置与第一表面的所述卡槽11的位置相对应。所述凹陷13的作用在于均衡热应力，提高外延质量。

为了使托盘10更容易清洗，一种优选的方式是将托盘10设置在一支架上。参考附图3所示是本具体实施方式附图1所述托盘10和对应的支架20之间的位置关系示意图。所述托盘10的第二表面进一步设置有多个定位柱14，所述定位柱14用于将所述托盘10与放置所述托盘10的支架20固定。在所述支架20上与所述定位柱14的对应位置进一步设置定位槽24，所述定位柱14与定位槽24相配合，用于防止所述托盘10在所述支架20上横向滑移。所述定位柱14的数目至少是一个。

继续参考附图4所示是包含多个扇区的一具体实施方式的托盘10结构示意图。为了使托盘10更容易清洗，一种优选的方式是采用由多个扇区31组成的托盘10，每个扇区31内至少包括一个所述卡槽11。相邻扇区31之间通过至少一个楔形卡扣32相连接，本具体实施方式为两个楔形卡扣32。在本具体实施方式中，托盘10为圆形，扇区31对应设置为扇形。在其它的具体实施方式中，若托盘10为其它形状，扇区31的形状也可以是任意一种便于拼接的形状。

继续参考附图5所示是包含多个扇区的另一具体实施方式的托盘50结构示意图。对于采用较小的卡槽52的具体实施方式，也可以是一个扇区53包含多个卡槽51。

以上的定位柱14和扇区31可以同时包含在一个具体实施方式中，以获得最优的技术效果。对于这样的具体实施方式，可以设置为每个扇区31至少包括一个定位柱14，以增强每个扇区31在支架20表面的牢固程度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于外延生长的托盘，所述托盘的第一表面包括多个用于平置外延衬底的卡槽，其特征在于，所述卡槽底部设置有多个支撑部件，所述支撑部件用于支撑所述外延衬底使其脱离卡槽底部，所述托盘的与第一表面相对应的第二表面内具有弧形凹陷，所述凹陷的位置与第一表面的所述卡槽的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的用于外延生长的托盘，其特征在于，所述托盘的第二表面设置有多个定位柱，所述定位柱用于将所述托盘与一放置所述托盘的支架固定，在所述支架上与所述定位柱的对应位置进一步设置定位槽，所述定位柱与定位槽相配合，用于防止所述托盘在所述支架上横向滑移。

3.根据权利要求1或2所述的用于外延生长的托盘，其特征在于，所述托盘由多个扇区组成，每个扇区内至少包括一个所述卡槽，相邻扇区之间通过至少一个楔形卡扣相连接。

4.根据权利要求3所述的用于外延生长的托盘，其特征在于，每个扇区至少包括一个定位柱。