CN109161873B - 一种石墨基座 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨基座，属于半导体技术领域。所述石墨基座上设有用于容纳衬底的多个口袋，每个所述口袋的边缘设有用于将所述衬底悬置在所述口袋内的凸块，所述凸块围成的区域内与所述石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有凹槽。本发明通过在凸块围成的区域内与石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有凹槽，增大这个部分与上面悬置的衬底之间的距离，从而减小这个部分传导给衬底的热量，平衡这个部分上面悬置的衬底与口袋的侧壁密切接触所升高的温度，均衡外延片各个区域的温度，使外延片各个区域的发光波长一致，提高外延片的片内均匀性和边缘良率。

Description

一种石墨基座
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种石墨基座。
背景技术
半导体发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管。LED具有高效节能、绿色环保的优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。尤其是利用大功率LED实现半导体固态照明，有望成为新一代光源进入千家万户，引起人类照明史的革命。
外延片是LED制作过程中的初级成品。形成外延片时，将衬底放置在金属有机化合物化学气相沉淀(英文：Metal Organic Chemical Vapor Deposition，简称：MOCVD)设备的反应腔内的托盘上，MOCVD设备中的加热丝提供的热能通过托盘传导到衬底，同时向反应腔内通入原材料，在衬底上外延生长半导体材料形成外延片。现在的托盘大部分是采用高纯石墨作基材，上面镀有碳化硅涂层的石墨基座。石墨基座上设有多个口袋(英文：pocket)，一个口袋中可以容纳一个衬底。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
石墨基座在外延片形成过程中高速旋转，口袋内的衬底在离心力的作用下与口袋的侧壁密切接触。由于加热丝提供的热能是通过石墨基座传导到衬底的，因此衬底与侧壁的接触区域的温度会明显高于非接触区域的温度，导致外延片各个区域的发光波长不一致，影响外延片的片内均匀性和边缘良率。
发明内容
本发明实施例提供了一种石墨基座，能够解决现有技术衬底在离心力的作用下与口袋的侧壁接触导致外延片各个区域发光波长不一致的问题。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种石墨基座，所述石墨基座上设有用于容纳衬底的多个口袋，每个所述口袋的边缘设有用于将所述衬底悬置在所述口袋内的凸块，所述凸块围成的区域内与所述石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有凹槽。
可选地，所述凹槽的深度沿从所述石墨基座的中心向外延伸的方向逐渐增大。
可选地，所述凹槽的深度从所述凸块围成的区域内与所述石墨基座的中心之间的距离最远的点，沿所述凸块围成的区域的边缘逐渐减小。
可选地，所述凹槽的深度的最大值为25μm～30μm。
可选地，所述凹槽的宽度从所述凸块围成的区域内与所述石墨基座的中心之间的距离最远的点，沿所述凸块围成的区域的边缘逐渐减小。
可选地，所述凹槽的宽度的最大值为3mm～10mm。
可选地，所述凹槽在所述凸块围成的区域的边缘的两端与所述石墨基座的
中心的连线之间的夹角为30°～60°。
可选地，所述凹槽在所述凸块围成的区域的边缘的两端与所述凹槽的边缘之间的夹角为1.5°～3°。
可选地，所述凹槽内与所述石墨基座的中心之间的距离最近的点与所述凹槽的边缘之间的夹角为10°～25°。
可选地，所述口袋的边缘与所述石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有挡块。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在凸块围成的区域内与石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有凹槽，增大这个部分与上面悬置的衬底之间的距离，从而减小这个部分传导给衬底的热量，平衡这个部分上面悬置的衬底与口袋的侧壁密切接触所升高的温度，均衡外延片各个区域的温度，使外延片各个区域的发光波长一致，提高外延片的片内均匀性和边缘良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种石墨基座的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的图1的A-A向截面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种石墨基座。图1为本发明实施例提供的一种石墨基座的结构示意图，图2为图1的A-A向截面图。参见图1和图2，该石墨基座上设有用于容纳衬底的多个口袋10，每个口袋10的边缘设有用于将衬底悬置在口袋内的凸块11，凸块11围成的区域内与石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有凹槽12。
本发明实施例通过在凸块围成的区域内与石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有凹槽，增大这个部分与上面悬置的衬底之间的距离，从而减小这个部分传导给衬底的热量，平衡这个部分上面悬置的衬底与口袋的侧壁密切接触所升高的温度，均衡外延片各个区域的温度，使外延片各个区域的发光波长一致，提高外延片的片内均匀性和边缘良率。
具体地，如图1所示，口袋10的中心可以均匀分布在以石墨基座的中心为圆心的至少一个圆上。
例如，图1中4个口袋10的中心连成以石墨基座的中心为圆心的内圆环，10个口袋10的中心连成以石墨基座的中心为圆心的外圆环。需要说明的是，图1中仅以内圆环和外圆环两个圆环为例，在实际应用中还可以是一个圆环、三个圆环、四个圆环等。
在实际应用中，口袋的开口大小可以根据衬底的尺寸进行设定，口袋数量可以综合口袋的开口大小和石墨基座的大小进行选择。
可选地，如图2所示，凹槽12的深度d可以沿从石墨基座的中心向外延伸的方向(图1中箭头B所指的方向)逐渐增大。
由于衬底在离心力的作用下是与口袋上距离石墨基座的中心最远的点接触，因此衬底的生长温度沿从石墨基座的中心向外延伸的方向逐渐升高。将凹槽的深度沿从石墨基座的中心向外延伸的方向逐渐增大，从而沿从石墨基座的中心向外延伸的方向逐渐增大衬底与石墨基座之间距离，逐渐减小石墨基座传导给衬底的热量，平衡由于衬底在离心力的作用下与口袋的边缘接触所造成的温度差异，使衬底各个区域的生长温度保持一致，形成的外延片各个区域的发光波长一致，提高外延片的片内均匀性和边缘良率。
可选地，凹槽12的深度d可以从凸块11围成的区域内与石墨基座的中心之间的距离最远的点，沿凸块围成的区域的边缘(图1中箭头C所指的方向)逐渐减小。
由于衬底在离心力的作用下是与口袋上距离石墨基座的中心最远的点接触，因此衬底的生长温度从凸块围成的区域内距离石墨基座的中心最远的点，沿凸块围成的区域的边缘逐渐降低。将凹槽的深度沿同样的方向逐渐减小，从而沿同样的方向逐渐减小衬底与石墨基座之间距离，逐渐增大石墨基座传导给衬底的热量，平衡由于衬底在离心力的作用下与口袋的边缘接触所造成的温度差异，使衬底各个区域的生长温度保持一致，形成的外延片各个区域的发光波长一致，提高外延片的片内均匀性和边缘良率。
优选地，凹槽12的深度d的最大值可以为25μm～30μm，避免凹槽的深度太大而影响热量传递给衬底，影响外延片的形成。
相应地，凹槽12的深度d的最小值可以为0μm～3μm，避免凹槽的边缘出现温度突变，影响外延片片内的均匀性。
可选地，如图1所示，凹槽12的宽度w可以从凸块11围成的区域内与石墨基座的中心之间的距离最远的点，沿凸块11围成的区域的边缘逐渐减小。
由于衬底在离心力的作用下是与口袋上距离石墨基座的中心最远的点接触，因此衬底的生长温度从凸块围成的区域内距离石墨基座的中心最远的点，沿凸块围成的区域的边缘逐渐降低。将凹槽的宽度沿同样的方向逐渐减小，有利于合理安排凹槽的深度变化，平衡由于衬底在离心力的作用下与口袋的边缘接触所造成的温度差异，使衬底各个区域的生长温度保持一致，形成的外延片各个区域的发光波长一致，提高外延片的片内均匀性和边缘良率。
优选地，凹槽12的宽度w的最大值可以为3mm～10mm，以针对生长温度变化大的区域进行改进，实现效果好。
相应地，凹槽12的宽度w的最小值可以为0mm～1mm，以实现平稳过渡。
可选地，如图1所示，凹槽12在凸块11围成的区域的边缘的两端与石墨基座的中心的连线之间的夹角α可以为30°～60°，以针对生长温度变化大的区域进行改进，实现效果好。
可选地，凹槽12在凸块11围成的区域的边缘的两端与凹槽12的边缘之间的夹角可以为1.5°～3°，以实现平稳过渡。
可选地，凹槽12内与石墨基座的中心之间的距离最近的点与凹槽12的边缘之间的夹角可以为10°～25°，针对生长温度变化大的区域进行平稳过渡。
可选地，如图2所示，口袋10的边缘与石墨基座的中心之间的距离最远的部分可以设有挡块13，避免外延片在离心力的作用下飞出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨基座，所述石墨基座上设有用于容纳衬底的多个口袋，每个所述口袋的边缘设有用于将所述衬底悬置在所述口袋内的凸块，其特征在于，所述凸块围成的区域内与所述石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有凹槽；所述口袋的底面上设有所述凹槽的区域与所述口袋内悬置的衬底之间的距离，大于所述口袋的底面上没设置所述凹槽的区域与所述口袋内悬置的衬底之间的距离。
2.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，所述凹槽的深度沿从所述石墨基座的中心向外延伸的方向逐渐增大。
3.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，所述凹槽的深度从所述凸块围成的区域内与所述石墨基座的中心之间的距离最远的点，沿所述凸块围成的区域的边缘逐渐减小。
4.根据权利要求2或3所述的石墨基座，其特征在于，所述凹槽的深度的最大值为25μm～30μm。
5.根据权利要求1～3任一项所述的石墨基座，其特征在于，所述凹槽的宽度从所述凸块围成的区域内与所述石墨基座的中心之间的距离最远的点，沿所述凸块围成的区域的边缘逐渐减小。
6.根据权利要求5所述的石墨基座，其特征在于，所述凹槽的宽度的最大值为3mm～10mm。
7.根据权利要求1～3任一项所述的石墨基座，其特征在于，所述凹槽在所述凸块围成的区域的边缘的两端与所述石墨基座的中心的连线之间的夹角为30°～60°。
8.根据权利要求1～3任一项所述的石墨基座，其特征在于，所述凹槽在所述凸块围成的区域的边缘的两端与所述凹槽的边缘之间的夹角为1.5°～3°。
9.根据权利要求1～3任一项所述的石墨基座，其特征在于，所述凹槽内与所述石墨基座的中心之间的距离最近的点与所述凹槽的边缘之间的夹角为10°～25°。
10.根据权利要求1～3任一项所述的石墨基座，其特征在于，所述口袋的边缘与所述石墨基座的中心之间的距离最远的部分设有挡块。
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