CN105555999A - 具有支撑元件的衬托器 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及用于外延生长的反应器的衬托器，所述衬托器包括：圆盘形主体(90)，其具有第一面和第二面，其中第一面包括适于接收将经受外延生长的基底(2000)的至少一个区(99)；和至少一个支撑元件(91+97)，其用于基底(2000)、位于区(99)处；支撑元件(91+97)包括具有相对于圆盘被升高的边缘(97)的圆形圆盘(91)；区(99)可以是圆盘形主体(90)的凹进部(99)的底部或凸起的顶部；圆盘形主体(90)至少在凹进部(99)或凸起处是实心的。

Description

具有支撑元件的衬托器
描述
发明领域
本发明主要涉及具有用于接收将经受“外延生长”的基底的至少一个支撑元件的衬托器。
现有技术
外延生长和用于获得它的反应器已经已知许多年；它们基于被称作“CVD”(化学气相沉积)的技术。
其中它们被使用的技术领域是生产电子部件的技术领域；用于该应用的工艺和反应器是特定的，因为需要非常高质量的沉积层并且质量要求不断地在上升。
一种类型的外延反应器使用被插入反应室中并且支撑将经受外延生长的一个或更多个基底的“衬托器”(参见图1.1A中的参考数字10和1000)；如已知的，基底可以完全是圆形的或常常具有“平坦面”(参见图1.1B中的基底1000)。
本发明事实上涉及这样的衬托器，其特别地用于碳化硅的高温(1550℃-1750℃)外延生长。
通常，具有热壁反应室的反应器用于碳化硅的高温外延生长；室和衬托器的加热通常借助于电磁感应或电阻来获得。
大部分现有技术(图1)涉及在多达1250℃的工艺温度下的硅的外延生长，并且涉及相应的反应器；事实上，仅仅最近，碳化硅的电子部件才开始略微地较广泛地使用。
频繁地，在用于碳化硅的高温外延生长的外延反应器中，衬托器全部由石墨制成并且全部借助于碳化硅的薄层的沉积被涂覆(在图1A中，虚线指示外部碳化硅和内部石墨之间的边界)；此外，衬托器包括一个或更多个凹进部(参见图1A中的具有插入于其中的基底1000的单个凹进部)，将被处理的基底被手动地插入该凹进部中并且经处理的基底从该凹进部被手动地取出；最后，衬托器被加载到具有将被处理的基底的反应室中并且从具有经处理的基底的反应室中被卸载。
概述
最近，鉴于在生长基底质量和生产工艺质量和速度方面的越来越严格的要求，本申请人认识到这样的解决方案也不再令人满意。
关于支撑体、基底的加热(较通常地，处理(treatment))和处理(handling)(手动处理或自动处理)，较大的柔性是合意的。
此外，提高反应器的生产率是合意的，例如通过降低停机时间：理想地，反应器的整体操作时间应该奉献于将外延层沉积在基底上。
最后，合意的是，降低和/或简化反应器及其部件、特别地衬托器的维护。
因此，本申请人设定改进已知解决方案的目的。
这样的目的借助具有在所附的权利要求中陈述的技术特征的衬托器被大体上实现，所附的权利要求形成本公开内容的主要部分。
在本发明下的理念是使用将与衬托器的圆盘形主体组合的具有升高边缘的至少一个基底支撑元件；该升高边缘适于被用于处理支撑元件，并且因此处理被支撑的基底。此类支撑元件可以被耦合至框架；在这种情况下，框架还可以充当升高边缘。
这样的解决方案被认为主要用于外延生长反应器中；事实上，这是被本发明要求保护的另一方面。
本发明所要求保护的另外的方面是在用于外延生长的反应器的反应室中处理基底的方法，该反应室设置有用于支撑和加热基底的衬托器。根据这样的方法，衬托器被永久地放在室中；在生长之前，基底支撑元件或基底支撑元件和框架之间的耦合部被加载到室中；在生长期间，此类元件或此类耦合部被放在室中；在生长之后，此类元件或此类耦合部从室中被卸载。
附图清单
本发明根据结合附图考虑的以下详细描述将变得更明显，在附图中：
图1示出根据现有技术的衬托器的圆盘形主体的简化的剖视图和局部顶视图，其中基底被插入衬托器的凹进部中，
图2示出适于本发明的衬托器的圆盘形主体的第一实施例的示意性(剖视)图-该图明显地不是按比例的，
图3示出适于本发明的衬托器的圆盘形主体的第二实施例的示意性(剖视)图-该图明显地不是按比例的，
图4示出根据本发明的与框架耦合的、将与衬托器主体组合地使用的基底支撑元件的第一实施例的简化的剖视图，
图5示出根据本发明的将与衬托器主体组合地使用的基底支撑元件的第二实施例的简化的剖视图，
图6示出根据本发明的将与衬托器主体组合地使用的基底支撑元件的第三实施例的简化的剖视图，
图7示出根据本发明的将与衬托器主体组合地使用的基底支撑元件的第四实施例的简化的剖视图，
图8示出根据本发明的将与衬托器主体组合地使用的基底支撑元件的第五实施例的简化的剖视图，
图9示出根据本发明的将与衬托器主体组合地使用的支撑元件和框架的耦合部的实施例的简化的剖视图和局部顶视图(衬托器主体以简化的方式被部分地示出)，
图10示出根据本发明的衬托器主体和基底支撑元件的第一组合的简化的、局部的剖视图，
图11示出根据本发明的衬托器主体和基底支撑元件的第二组合的简化的、局部的剖视图，
图12示出根据本发明的衬托器主体和基底支撑元件的第三组合的简化的、局部的剖视图，
图13示出根据本发明的衬托器主体和基底支撑元件的第四组合的简化的、局部的剖视图，
图14示出根据本发明的衬托器主体和基底支撑元件的第五组合的简化的、局部的剖视图，
图15示出根据本发明的衬托器主体和基底支撑元件的第六组合的简化的、局部的剖视图，
图16示出根据本发明的将与衬托器主体组合地使用的支撑元件和框架的耦合部的另一个实施例的简化的剖视图和局部顶视图(衬托器主体以简化的方式被部分地示出)-图9中的实施例的变体，
图17示出在图7中的基底支撑元件的变体的简化的剖视图和顶视图，并且
图18示出在图7中的基底支撑元件的变体的简化的剖视图。
此类描述和此类附图通过仅实施例的方式被提供并且因此是非限制性的。
值得注意的是，此类描述考虑了彼此独立的但可以有利地彼此组合的各种创新的概念(以及实施它们的方式)。
如容易地明显的，本发明(在所附的权利要求中定义本发明的主要的有利的方面)可以以各种方式被实施。
详述
图2和图3是示意性的；特别地，衬托器主体的尺寸被扭曲以突出它们的细节，并且为了简单起见，它们具有适于接收基底的单个区；事实上，衬托器主体可以具有适于接收基底的通常彼此相同的一个或更多个区。
有用地解释了，在许多附图中，相邻的部分被示出为仅被略微地间隔开以允许较好地观察它们的形状。
图2示出用于外延生长的反应器的衬托器，所述衬托器由整体由石墨制成的具有第一面和第二面的圆盘形主体20组成。主体通常被放置在反应室中以便是水平的，并且因此第一面对应于上面(并且在前部上)并且第二面对应于下面(并且在背部上)。第一面包括适于接收将经受外延生长的基底的圆形凹进部21(对应于该凹进部的空间大体上是薄的圆柱体)，即盲孔。如在下文将是更明显的，凹进部可以直接地或间接地例如借助于支撑元件接收基底；自然地，在第一情况下的凹进部的尺寸小于在第二情况下的凹进部的尺寸。第一面因此暴露对应于凹进部21的底部的降低的上表面22和围绕凹进部21的升高的上表面23，同时第二面暴露下表面24。
升高的上表面23用碳化硅的暴露层27来涂覆。
下表面24的至少一部分用碳化硅的暴露层28来涂覆；在图2中，为了简化生产，层28完全涂覆表面24。
从而，衬托器的逐渐向外的弯曲可以大大地被限制；事实上，已经在经验上证实的是，归因于在上表面和下表面上的碳化硅的层的变形倾向于彼此补偿；这即使当使用用于碳化硅的外延生长的工艺的衬托器时也适用，进一步地，碳化硅被沉积在上表面上-自然地，还由于这样的进一步沉积而不能完全避免衬托器的逐渐变形。
关于来自凹进部21的底部的材料迁移的问题，存在两种可选择方案。
根据第一可选择方案(图2中所示的)，整体降低的上表面22用石墨的暴露层来涂覆；此类层通常对应于圆盘形主体的石墨。事实上，材料的演变已经导致获得具有优良质量的石墨，并且因此由于石墨的可能的小的污染、特别是所包含的杂质不是有害的。
根据第二可选择方案(在图2中未示出)，整体降低的上表面用碳化钽的暴露层来涂覆。事实上，碳化钽的升华在碳化硅的外延生长温度(1550℃-1750℃)下是可忽略的。此外，被认为的是，完全由烧结的碳化硅制成衬托器，因为这些可能已经避免材料朝向叠加的基底迁移的实质问题或在使用期间变形的实质问题。然而，考虑到衬托器必须在给定的使用周期之后被替换的事实，这样的解决方案是相当昂贵的。
举例来说，衬托器的圆盘形主体的大小可以是：直径200-400mm、厚度5-10mm、凹进部的直径100-200mm，凹进部的深度1-4mm，凹进部的数目从1至10；举例来说，碳化硅的基底的大小(同质外延生长)可以是：250-500μ的厚度和100-200mm的直径；通常，用于电子应用的碳化硅的外延生长的工艺包括2-20μ的沉积，然而该沉积可以延伸至100μ及更多。
在图2中示出的实施例中，在上表面23上的碳化硅的层27达到凹进部21的内侧25；在图2中示出的实施例中，在上表面23上的碳化硅的层27达到圆盘形主体20的外侧26；通常并且如图2所示，这两种特征被实现。
通常，下表面24是平坦的，升高的上表面23是平坦的，并且降低的表面22是完全平坦的或略微地凹的。
下表面24可以整体地或仅在环形区中或仅在中心区中用碳化硅的层来涂覆；事实上，用于变形的补偿是最重要的方面。
代替地，关于衬托器的上表面23，完整涂层目前为止是优选的；事实上，当衬托器用于碳化硅的外延生长的工艺时，碳化硅因此被再次沉积并且仅沉积在下方的碳化硅上。
因此，可以预期的是，在衬托器上的碳化硅的厚度是均匀的(即，与水平位置无关)并且在衬托器的总寿命期间保持均匀。此外，可以预期的是，碳化硅具有在顶部上的均匀的物理特征(与水平位置和竖直位置无关)。
对于衬托器的总寿命，在下表面24上的碳化硅的层的厚度可以是，例如在从10μ至100μ的范围内。
对于衬托器的总寿命，在上表面23上的碳化硅的层的厚度可以是，例如在从10μ至100μ的范围内；在衬托器的寿命结束时(即，在其可能的维护之前)，这样的厚度可以达到并且甚至超过1000μ。
通常，在上表面23上的碳化硅的层的厚度可以等于或不同于在下表面24上的碳化硅的层的厚度。然而，当在上表面23上的碳化硅的层的厚度大于在下表面24上的碳化硅的层的厚度时，进行实验并且获得了较好的结果，可能是因为由于凹进部21的存在，上层27的面积小于下层28的面积。根据这些实验中的一个，全部由石墨制成的衬托器在外延反应器的反应室中被直接处理；首先，在约1650℃的温度下在氢气流动下，将其脱气持续若干分钟，然后，将“牺牲基底”放置在凹进部中，然后，将约20μ沉积在上表面23上(并且在“牺牲基底”上)，然后，将“牺牲基底”从凹进部移除，然后转动衬托器并且将约10μ沉积在下表面24上，然后，转动衬托器，将“牺牲基底”放置在凹进部中并且将约20μ沉积在上表面23上(并且在“牺牲基底”上)，最后，将“牺牲基底”从凹进部移除；从所有观点来看，此类衬托器在其总寿命期间提供优良的结果。值得注意的是，在衬托器的初始处理期间产生的碳化硅的层的性质受到生产方法影响。
在图2中示意性地示出的解决方案的变体是可能的。
凹进部21的内侧25可以用碳化硅的暴露层来涂覆。
圆盘形主体20的外侧26可以用碳化硅的暴露层来涂覆。
降低的上表面22(在图2中是平滑的)，可以至少部分地是粗糙的或高低不平的或有凸边的(knurled)。
作为是盲孔的凹进部21可以容纳基底支撑元件(参见图10、图11、图12、图13、图14)，而不是仅仅一个基底；此类元件可以被稳定地放在凹进部21的底部22处。
衬托器的圆盘形主体的凹进部可以具有在顶部上和/或在底部处的径向的、环形的加宽部(参见图13和图14)。此类加宽部，特别是上部加宽部，可以被用于容纳支撑元件的对应的加宽部(参见图13和图14)；如将在下文被解释的，此类加宽部，特别是下部加宽部，可以具有其他目的。
凹进部21可以容纳基底支撑元件(参见在图9中的参考数字91)和用于支撑元件的框架(参见在图9中的参考数字97)的组合，而不是仅基底或仅基底和支撑元件；此类框架可以被插入凹进部21中并且然后被稳定地放在凹进部21的底部22处。
如所提及的，对应于感应器的凹进部的孔是盲的，因为基底的(间接)处理从衬托器的上面和/或衬托器的侧部进行。
图3示出用于外延生长的反应器的衬托器，所述衬托器非常不同于在图2中所示的衬托器。关于石墨主体的涂层，在图3中的衬托器与在图2中的衬托器是类似的(但是不同的)并且因此与已经关于图2中的衬托器所做出的考虑类似的考虑适用。
其由整体由石墨制成的具有第一面和第二面的实心圆盘形主体30组成。第一面包括适于接收将经受外延生长的基底的圆形凸起(circular-shapedrelief)31(对应于该凸起的空间大体上是薄的圆柱体)。
在图3中的参考数字具有以下含义：参考数字32对应于凸起31的顶部的升高的上表面，参考数字33对应于围绕凸起31的降低的上表面，参考数字34对应于下表面，参考数字35对应于凸起31的外侧，参考数字36对应于圆盘形主体30的外侧，参考数字37对应于在上表面33上的碳化硅的层，参考数字38对应于在下表面34上的碳化硅的层。参考数字20、21、22、23、24、25、26、27、28和参考数字30、31、32、33、34、35、36、37、38之间的类似和对偶性(duality)是明显的；然而，值得注意的是，虽然侧部25是内部的并且因此可能不直接暴露至前体气体，但侧部35是外部的并且因此通常暴露至前体气体(除非采取特定的测量，例如衬托器之外的保护元件)。
凸起31，如凹进部21一样，也可以例如借助于支撑元件(参见图15)或基底支撑元件和用于支撑元件的框架的组合直接地或间接地接收基底；此类框架可以被安装在凸起31上并且然后被稳定地放在凸起31的顶部32上(为了相似起见，参见图15)。
举例来说，凸起31可以具有在从1mm至6mm的范围内的高度。
值得注意的是，凸起31的顶部的表面32可以完全地是平坦的或略微地凹的以及平滑的或粗糙的或高低不平的或有凸边的。
表面32可以被另外地成形；例如，可以有至少一个凹进部和/或至少一个凸起以允许衬托器主体和基底支撑元件(参见图15)或衬托器主体和框架之间的稳定的机械耦合。
先前参考将经受外延生长的基底。此类支撑体被认为并且被设计成与衬托器主体组合地使用；这样的组合形成比根据现有技术的常用的衬托器(参见图1)更复杂的衬托器。在图2和图3中的圆盘形主体肯定地适于该目的，即使将在下文详细地被描述的支撑元件可以与不同于这些的衬托器主体一起使用。
与一个或更多个支撑体组合的衬托器主体大体上由具有第一面和第二面的通常实心的圆盘形主体组成；第一面包括适于间接地接收基底的至少一个区，即用于基底的支撑元件。
支撑元件被放置在该区中；例如，在凹进部的情况下，支撑元件通常被插入凹进部中并且然后被放在其底部处(参见图10、图11、图12、图13、图14)；在凸起的情况下，支撑元件通常被安装在凸起上并且被放在顶部上(参见图15)。
衬托器主体至少在凹进部或凸起处是实心的；在凹进部的情况下，它至少在凹进部的底部和衬托器的背部之间的空间(在底部下)中是实心的(例如，参见从图10至图14的图)；在凸起的情况下，它至少在凸起的顶部和衬托器的背部之间的空间(在顶部下)中是实心的(参见图15中的实例)。事实上，如将在下文是更明显的，基底的(间接)处理在衬托器的上面上和/或从衬托器的侧部进行。
从图4至图9的图还示出基底2000，以更好地理解基底；基底2000由碳化硅制成，因为这是本发明的最典型的应用，然而本发明不限于碳化硅基底；基底2000具有平坦面，因为这是典型的，即使本发明不限于具有平坦面的基底。
支撑元件包括至少一个圆形圆盘。
在图4中的实施例的情况下，元件由平坦的圆形圆盘41组成；圆盘41的基底2000安置于其上的表面可以完全地是平坦的或略微地凹的；圆盘的直径略微地大于基底的直径，例如大于1-3mm；举例来说，圆盘41的厚度可以是在从1mm至3mm的范围内。当支撑元件被耦合至框架时，如例如在图9中所示出的，提供了该解决方案。
除了在先前段落中提及的例外之外，支撑元件包括具有相对于圆盘被升高的环形边缘的圆形圆盘；从而，可以容纳基底的凹进部被界定；升高的边缘被制成从衬托器的第一面(上部且在前部上)和/或从衬托器的用于处理支撑元件的侧部是可进入的。
在图5中的实施例的情况下，元件由具有升高边缘52的平坦的圆形圆盘51组成；升高边缘的厚度是均匀的并且约等于圆盘的厚度，即，例如，1-3mm。另外，举例来说，元件的总厚度可以是在从2mm至4mm的范围内并且凹进部的深度可以是在从250μ至1000μ的范围内。
在图6中的实施例的情况下，元件由具有升高边缘63的平坦的圆形圆盘61组成；升高边缘的厚度是均匀的且高的，即，例如，3-10mm。另外，举例来说，元件的总厚度可以是在从2mm至4mm的范围内并且凹进部的深度可以是在从250μ至1000μ的范围内。
升高边缘具有彼此是不同的下部部分和上部部分；两个部分彼此相邻并且下部部分邻近于圆形圆盘。
在图7中的实施例的情况下，存在平坦的圆形圆盘71并且相对于圆盘升高的边缘的上部部分75相对于下部部分74径向地向外突出；此外，部分74和部分75两者都是环形的。举例来说，元件的总厚度可以是在从2mm至6mm的范围内，上部部分的突出部可以是在从3mm至10mm的范围内，上部部分的厚度可以是在从1mm至3mm的范围内，并且凹进部的深度可以是在从250μ至1000μ的范围内。
在图8中的实施例的情况下，元件由圆形平坦的圆盘81和圆形环86组成；环86在其上表面处被连接至圆形圆盘81并且远离圆盘81的(外部)形状；因此，可以认为环是相对于该形状缩回的升高边缘。举例来说，环的厚度可以是在从1mm至3mm的范围内，圆盘的(外部)形状和环之间的距离可以是在从3mm至10mm的范围内，元件的总厚度可以是在从2mm至4mm的范围内并且凹进部的深度可以是在从250μ至1000μ的范围内。
通常，以下考虑适用于所有支撑元件。
在支撑元件内界定的凹进部的直径通常略微地大于基底的直径，例如大于1-3mm；在支撑元件内界定的凹进部的深度通常略微地大于基底的厚度并且是，例如在250μ和1000μ之间。
升高边缘(例如边缘52、边缘63、边缘74和边缘75，以及类似地环86)可以是圆形的或被成形，例如被成形以便与基底的外部形状互补(例如，参见图9B)。
支撑元件暴露用于基底的安置表面(restingsurface)，例如由石墨或碳化钽制成。此类表面可以是平滑的，或可选择地，至少部分地粗糙的或高低不平的或有凸边的。此类表面可以是平坦的或可选择地是略微地凹的。支撑元件整体地由石墨制成，或整体地由碳化钽制成，或由涂覆有碳化钽的石墨制成；值得注意的是，碳化钽是比石墨昂贵得多的昂贵的材料。
其中支撑元件的全部外表面由石墨和/或碳化钽制成的解决方案特定地适于其中元件不直接暴露至前体气体并且因此碳化硅在外延生长过程期间不被沉积在该元件上的情况；在图4中的实施例通常落入这些情况中的一种中；如果升高边缘52的薄的上部厚度被忽略，在图5中的实施例可以落入这些情况中的一种中。
可选择地，支撑元件可以由至少部分地涂覆有碳化硅的石墨制成；可能的涂层不涉及由石墨或碳化钽制成的基底安置于其上的表面。
此类解决方案特定地适于其中元件被直接地暴露至前体气体并且因此碳化硅在外延生长过程期间被沉积于该元件上的情况。在图6、图7以及图8中的实施例通常落入这些情况中；从图11至图14的图示出直接被暴露至前体气体的支撑体的上表面；图15示出直接被暴露至前体气体的支撑体的上表面和外侧表面(较少特定测量)。
碳化硅的这样的部分涂层对于限制由碳化硅的沉积引起的支撑元件的向外逐渐弯曲是有用的。在这点上，关于圆盘形衬托器主体并且关于碳化硅层做出的考虑适用。因此，对于将涂覆有碳化硅的层的支撑元件的全部暴露的上表面(即，其不支撑基底)和对于将涂覆有碳化硅的层的支撑元件的下表面的至少一部分是有利的；例如，圆形圆盘的下表面可以整体地或仅在环形区中或仅在中心区中被涂覆。在升高边缘的情况下(参见图7)，碳化硅的层可以可选择地或另外地位于圆盘的背部上、边缘的外部下侧上和/或突出部的背部上。
图9示出支撑元件91和围绕其的框架97的耦合部；在图9A中，这样的耦合部在插入衬托器的主体90的凹进部99中的步骤期间被示出，并且随后，将稳定地放在凹进部99的底部处；在操作结束时，支撑元件91还将被稳定地放在凹进部99的底部处；可选择地，支撑元件91可以与凹进部99的底部略微地间隔开(例如，0.5mm)。在图9中的元件91与在图4中所示的元件41类似，但存在用于与框架97在下面上耦合的凹槽。总的来说，在图9中的元件+框架耦合部与在图6中的支撑元件类似；在这个意义上，可以认为圆形圆盘的升高边缘属于框架。
通常，框架包括孔并且支撑元件通常被稳定地插入孔中；框架(与元件一起)被放置在特定区处，例如凹进部(如在图9中所示出的-参见图9A)或衬托器主体的凸起；通常，其被稳定地放置(如在图9中所示出的-参见图9A)；孔可以是通的(如在图9中所示出的-参见图9A)或盲的；孔可以是圆形的或被成形(如在图9B中所示出的-参见图9B)，例如被成形以便与基底的外部形状互补。
框架可以有利地由涂覆有碳化硅的石墨(整体地或部分地)或整体地由碳化硅制成。在部分涂层的情况下，为了上文解释的原因，有利的是，提供整体地涂覆框架的上表面的碳化硅的层和整体地涂覆框架的下表面的碳化硅的层；两个层的厚度可以有利地是相同的。
有利地，支撑元件整体地由石墨制成或整体地由碳化钽制成或由整体地涂覆有碳化钽的石墨制成。区分框架和支撑元件之间的材料明显地是非常有利的。
通常，支撑元件和/或框架可以有利地包括具有部分地是圆柱形的且部分地是平坦的表面的内侧(图9B-这还可以适用于从图4至图8的图)。
在图9中的解决方案的变体在图16中被示出；在此情况下，在圆形圆盘161和框架167之间也存在耦合部；在此情况下，框架也包括孔并且支撑元件被插入孔中；在此情况下，也可以认为圆形圆盘的升高边缘属于框架。差异在于，在图9的情况下，耦合部的处理通过作用在框架上进行，而在图16的情况下，处理通过作用在支撑元件上进行。
图(图10、图11、图12、图13、图14、图15)示出衬托器主体和基底支撑元件的组合的一系列实施例；其他组合是可能的。在图10、图11、图12、图13、图14的图中，元件被稳定地放置在主体的凹进部处；主体的凹进部的深度对应于支撑元件的总厚度。在图15中，元件被稳定地放置在主体的略微凸起处。有利地，所有主体在边缘处具有在主体的上面上的外斜角。在图10中的实施例中，支撑元件对应于在图5中的支撑元件；衬托器的主体在凹进部处具有在主体的上面上的斜角。
在图11中的实施例中，支撑元件对应于在图6中的支撑元件。
在图12中的实施例中，支撑元件对应于在图8中的支撑元件。
在图13中的实施例中，支撑元件对应于在图7中的支撑元件；凹进部具有在距凹进部的底部的给定距离处开始的径向的、环形的加宽部；凹进部的形状与支撑元件的外部形状互补。
在图14中的实施例中，支撑元件对应于在图7中的支撑元件；凹进部具有在凹进部的底部处开始的径向的、环形的加宽部；因此，在凹进部的内侧和支撑元件的外侧之间存在间隙；在该实施例中，这样的间隙具有三角形截面但其他形状可选择地是可能的。
在图15中的实施例中，支撑元件对应于在图7中的支撑元件；在该实施例中，凸起的顶部的直径对应于支撑元件的圆盘的直径，即使这不是不可缺少的。在图15中，凸起的表面被成形以获得稳定的机械耦合部；特别地，它具有其中环被插入的环形凹槽，该环形凹槽从支撑元件的下表面突出，使得具有凸起的主体和支撑元件很好地彼此耦合。图15还示出衬托器的主体的下面；通常，这包括适于接收用于引导衬托器的旋转的销的座。
在组合的所有这些实施例中，圆形圆盘的升高边缘被产生以从衬托器的第一面(上部且在前部上)和/或从用于处理支撑元件的衬托器的侧部进入。
上文描述的实施例的某些另外的变体通过实施例的方式在下文被描述。
在图17中的支撑元件与在图7中的支撑元件非常相似；其不同在于，环形突出部177(对应于在图7中的元件75)具有多个径向切口(radialcut)；在图中示出八个，但通常可以有从四个至二十四个的数目；它们在图中被示出具有三角形形状，但它们可以具有任何不同的形状；在图中，它们具有达到升高边缘的竖直部分的这样的长度(特别地，全部相同长度)，但它们可以具有不同的长度。这样的切口可以有助于解决支撑元件的向外弯曲的问题(即，凸出的趋向，即变成凸状的)；事实上，在环形突出部177上的碳化硅的逐渐累积(在工艺之后的工艺(processafterprocess))可以引起突出部177的轻微的、逐渐向下的弯曲(具体地通过径向切口界定的各种舌状部(tongue))但圆形圆盘171的许多较小的、或甚至无向外的弯曲(即，使得中心区相对于周边区被升高)。
作为图17中的变体的基础的技术教导还可以适用于图15中的解决方案。
图18示出在图7中的支撑元件的另一种变体，也意图解决支撑元件的向外弯曲的问题。此类支撑元件具有初始的反向弯曲(counter-curvature)；通过第一近似值，可以认为升高边缘及其突出部187与在图7中所示出的那些相等，而圆形圆盘181是略微地凹的。因此，在突出部187上的碳化硅的逐渐累积(在工艺之后的工艺)引起支撑元件的逐渐向外的弯曲，并且因此引起支撑元件的逐渐的总体变平。
作为图18的变体的基础的技术教导还可以适用于图15中的解决方案。
使用支撑元件或元件+框架耦合部延长衬托器主体的寿命；事实上，维护(例如，用于除去沉积的碳化硅)和/或替换集中在其上。为了维护的目的，元件+框架耦合部是有利的，因为一直被保护的此类支撑元件实际上不需要维护。
使用支撑元件或元件+框架耦合部提供柔性；事实上，衬托器主体的凹进部或凸起的形状大体上与基底的形状和/或大小无关。偶然地，不同的支撑元件可以与衬托器的主体的相同的凹进部或凸起有关，特别地与不同的形状和/或大小的凹进部有关(例如，与不同基底的其他形状互补)。
如所提及的，布置表面(layingsurface)可以有利地至少部分地是粗糙的或高低不平的或有凸边的。该加工趋向于避免与叠加的主体的粘附和/或叠加的主体的滑动。
根据本发明如何被实施，这样的考虑可以适用于衬托器的基底放置于其上的表面，或适用于支撑元件的基底放置于其上的表面，或适用于衬托器的支撑元件放置于其上的表面。
此类衬托器同时地被用于支撑并且加热经受外延生长的基底。
在碳化硅的高温外延生长的情况下，衬托器被放置在热壁型的反应室内；通常，加热是感应类型的并且允许同时加热室的壁和衬托器。
在某些类型的反应器中，当反应室是固定的时和当反应室是旋转的时，反应室具有适于容纳衬托器的凹进部；通常该壁至少在凹进部(即在其底部下方)是实心的。
在某些类型的反应器中，室的下壁和上壁之间存在相当小的间隙；其可以是，例如高度为几厘米的平行六面体；衬托器的圆盘形主体正常地被插入室的下壁的凹进部中，其中室可以围绕其轴线旋转。
在某些类型的反应器中，旋转借助于特定的气流来获得(即，没有将旋转运动传输至衬托器的轴)；为了这个原因，在室中的衬托器的水平位置已知具有几毫米的准确度并且在凹进部中的基底的水平位置已知具有几十毫米的准确度；此外，通常，不可能知道衬托器的角位置或基底的角位置。因为这些位置的不确定性，所以当它们在室中时，不容易首先处理基底。关于基底的处理，本发明有利地包括处理支撑元件和/或元件+框架耦合部的可能性。这意指不再需要加载和卸载具有基底的整个衬托器，所述衬托器是难处理的且重的。
这意指可能的是，在相当高的温度下卸载基底(连同支撑元件或元件+框架耦合部)，而不损害它们，因此减少了外延反应器的停机时间。卸载温度可以是，例如超过500℃，并且可以甚至达到800-1000℃；优选的是，使用由石英或碳化硅制成的工具来处理这样热的物体。
特别地，基底的处理可以包括：
-将衬托器永久地放在室中；
-在生长之前，将具有将被处理的基底的基底支撑元件(或基底支撑元件和框架之间的耦合部)加载到室中；
-在生长期间，将具有基底的支撑元件(或耦合部)放在室中；以及
-在生长之后，将具有经处理的基底的支撑元件(或耦合部)从室中卸载。
通常，当支撑元件(或耦合部)被加载时，其被降低至衬托器上，并且当支撑元件(或耦合部)被卸载时，其从衬托器被升高。
衬托器可以适于容纳多个基底并且因此容纳多个支撑元件(或耦合部)；因此，支撑元件(或耦合部)的每个必须首先被加载并且然后被卸载。
根本上，有三种方式用于自动地卸载支撑元件或元件+框架耦合部，同时衬托器主体是在外延反应器的反应室内部：
A)借助于来自顶部例如在升高边缘的(或框架的)转角上的机械牵引和作用，
B)借助于来自顶部例如在升高边缘的(或框架的)平坦表面上的气动抽吸和作用，
C)借助于来自底部例如在升高边缘的(或框架的)突出部上的机械推力和作用；
自然地，加载在相反的意义中进行。
例如，方法A适合于在图10中示出的解决方案；内斜角可以被用于在合适的工具的支撑元件的转角上的机械作用。
例如，方法B自身倾向于在图11、图12和图13中示出的解决方案；支撑元件的边缘的宽的上表面可以被用于合适的工具在支撑元件上的气动作用。
例如，方法C自身倾向于在图14、图15和图16中示出的解决方案；合适的工具可以从在支撑元件的边缘的突出部的下方的底部操作。为了这样的目的，工具可以包括，例如两个长的指部，该两个长的指部通过平移在突出部下方迂回进入(insinuate)并且然后被提升向上推动支撑元件。
如所提及的，与用于处理支撑元件的那些类似的考虑适用于框架的处理。

Claims (20)

1.一种用于外延生长的反应器的衬托器，包括：
-圆盘形主体，其具有第一面和第二面，其中所述第一面包括适于接收将经受外延生长的基底的至少一个区，和
-至少一个支撑元件，其用于放置在所述区处的所述基底；
其中所述支撑元件包括具有相对于所述圆盘被升高的边缘的圆形圆盘；
其中所述区是所述主体的凹进部的底部或所述主体的凸起的顶部；
其中所述主体至少在所述凹进部或所述凸起处是实心的。
2.根据权利要求1所述的衬托器，其中所述边缘从所述衬托器的所述第一面和/或从所述衬托器的用于处理所述支撑元件的侧部是可进入的。
3.根据权利要求1或2所述的衬托器，其中所述圆形圆盘是平坦的。
4.根据权利要求1或2或3所述的衬托器，其中所述边缘包括下部部分和上部部分，所述部分彼此相邻并且所述下部部分邻近于所述圆形圆盘，其中所述上部部分相对于所述下部部分径向地向外突出，并且优选地是环形的。
5.根据权利要求4所述的衬托器，其中所述环形突出部具有多个径向切口。
6.根据权利要求1或2或3所述的衬托器，其中所述边缘相对于所述圆形圆盘的形状缩回，并且其中所述支撑元件包括圆形圆盘和环，其中所述环在其上表面处被连接至所述圆形圆盘，并且其中所述环适于围绕所述基底。
7.根据前述权利要求中任一项所述的衬托器，其中所述支撑元件具有初始的反向弯曲，使得所述圆形圆盘是凹的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的衬托器，其中所述支撑元件整体地由石墨或碳化钽或涂覆有碳化钽的石墨制成。
9.根据权利要求8所述的衬托器，其中所述支撑元件部分地涂覆有碳化硅。
10.根据前述权利要求中任一项所述的衬托器，其中所述支撑元件暴露用于所述基底的安置表面，其中所述安置表面是粗糙的或高低不平的或有凸边的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的衬托器，包括用于所述至少一个支撑元件的至少一个框架，其中所述至少一个框架包括孔，并且其中所述至少一个框架被放置在所述区处并且所述至少一个支撑元件被插入所述孔中。
12.根据权利要求11所述的衬托器，其中所述升高边缘属于所述框架。
13.根据前述权利要求中任一项所述的衬托器，其中所述支撑元件和/或所述框架包括具有部分地是圆柱形且部分地是平坦的表面的内侧。
14.一种用于外延生长的反应器，包括用于支撑和加热根据前述权利要求中任一项的基底的至少一个衬托器。
15.根据权利要求14所述的用于外延生长的反应器，包括热壁型反应室，其中当所述反应室的壁是固定的时和当所述反应室的壁是旋转的时，所述反应室的壁具有适于容纳所述至少一个衬托器的凹进部。
16.根据权利要求15所述的用于外延生长的反应器，其中所述壁至少在所述凹进部处是实心的。
17.根据权利要求14或15或16所述的用于外延生长的反应器，是用于将碳化硅的层沉积在所述基底上并且具有感应加热的类型。
18.一种用于在用于外延生长的反应器的反应室中处理基底的方法，所述室设置有用于支撑和加热基底的衬托器；其中所述衬托器被永久地放在所述室中；
其中，在生长之前，基底支撑元件或基底支撑元件和框架之间的耦合部被加载到所述室中；
其中，在生长期间，所述元件或所述耦合部被放在所述室中；
其中，在生长之后，所述元件或所述耦合部从所述室中被卸载。
19.根据权利要求18所述的方法，其中当加载时，所述元件或所述耦合部被降低至所述衬托器上；其中当卸载时，所述元件或所述耦合部从所述衬托器被升高。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述元件或所述耦合部设置有升高边缘并且通过作用在所述升高边缘上被处理。
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