CN109825819B - 石墨基座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨基座，属于外延技术领域。所述石墨基座包括基座本体和设置在所述基座本体上的用于生长外延片的多个口袋，每个所述口袋的边缘间隔设置有多个支撑块，所述支撑块与所述口袋的底面接触的一面设置有镂空结构。在该石墨基座中，一方面通过设计支撑块来减小外延片和石墨基座的接触面积，另一方面通过在支撑块与口袋接触的一面开设镂空结构，来降低通过支撑块传导到外延片上的热量，通过上述两个方面的改进，能够降低传递给外延片的热量，从而使得整个外延片的各个部位的热量都很低，避免出现受热不均，避免了裂片风险以及各个部位波长不均的情况。
Description
技术领域
本发明涉及外延技术领域，特别涉及一种石墨基座。
背景技术
石墨基座是金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organic Chemical VaporDeposition，MOCVD)设备中非常重要的配件，作用是进行外延片的生长。
石墨基座通过高纯石墨做基材，在其上镀膜一层SiC涂层的托盘用以放置外延片进入反应腔生长。外延片的衬底放置在托盘上，加热丝提供的热能通过托盘传导到外延片的衬底。
在生长过程中，由于衬底和石墨基座密切接触，导致衬底受热量大，且各个部位容易出现受热不均的情况，不但导致外延片存在裂片风险，而且会出现各个部位波长不均的情况。
发明内容
本发明实施例提供了一种石墨基座，以降低外延片各个部位受热不均的情况，避免裂片风险和波长不均的情况。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种石墨基座，所述石墨基座包括基座本体和设置在所述基座本体上的用于生长外延片的多个口袋，每个所述口袋的边缘间隔设置有多个支撑块，所述支撑块与所述口袋的底面接触的一面设置有镂空结构。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述镂空结构包括多个隔热腔体，所述多个隔热腔体均与所述口袋的底面接触，且在任意相邻的两个所述隔热腔体中，距离所述口袋的底面近的隔热腔体被包围在距离所述口袋的底面远的隔热腔体和所述口袋的底面之间。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述镂空结构包括4-8个隔热腔体。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述隔热腔体的形状与所述支撑块的外轮廓的形状相同。
在本发明实施例的一种实现方式中，每个所述口袋内的所述支撑块的数量为6-12个。
在本发明实施例的一种实现方式中，每个所述口袋内的所述支撑块的数量为9个。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述支撑块的高度为100μm～200μm。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述支撑块的高度为120μm。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述支撑块的外轮廓的截面为梯形或矩形。
在本发明实施例的一种实现方式中，当所述支撑块的外轮廓的截面为梯形时，所述梯形的斜边为内凹的弧形。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在该石墨基座中，一方面通过设计支撑块来减小外延片和石墨基座的接触面积，另一方面通过在支撑块与口袋接触的一面开设镂空结构，来降低通过支撑块传导到外延片上的热量，通过上述两个方面的改进，能够降低传递给外延片的热量，从而使得整个外延片的各个部位的热量都很低，避免出现受热不均，避免了裂片风险以及各个部位波长不均的情况。
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俯视图；
图2是本发明实施例提供的口袋的俯视图；
图3是本发明实施例提供的一种支撑块的截面图；
图4是图3所示的支撑块的仰视图；
图5是本发明实施例提供的另一种支撑块的截面图；
图6是本发明实施例提供的另一种支撑块的截面图；
图7是本发明实施例提供的另一种支撑块的截面图；
图8是本发明实施例提供的另一种支撑块的截面图。
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。
图1是本发明实施例提供的一种石墨基座的结构示意图。参见图1，该石墨基座包括基座本体100和设置在基座本体100上的用于生长外延片的多个口袋101。
图2是本发明实施例提供的口袋的结构示意图。参见图2，每个口袋101的边缘间隔设置有多个支撑块102。支撑块102用于支撑放置在口袋101内的外延片的衬底，多个支撑块102的支撑面处于同一水平面上。
图3是本发明实施例提供的一种支撑块的截面图；图4是图3所示的支撑块的仰视图。参见图3和图4，支撑块102与口袋的底面接触的一面设置有镂空结构103。
在该石墨基座中，一方面通过设计支撑块来减小外延片和石墨基座的接触面积，另一方面通过在支撑块与口袋接触的一面开设镂空结构，来降低通过支撑块传导到外延片上的热量，通过上述两个方面的改进，能够降低传递给外延片的热量，从而使得整个外延片的各个部位的热量都很低，避免出现受热不均，避免了裂片风险以及各个部位波长不均的情况。
在本发明实施例中，多个支撑块102可以沿着口袋101的边缘周向均匀间隔布置，从而保证外延片的各个部位的热量均匀。
如图3所示，在本发明实施例的一种实现方式中，支撑块102的外轮廓的截面(采用竖直平面截该支撑块102)为矩形，也即该支撑块102的形状可以为长方体或者圆柱体等。采用上述形状便于支撑块102的制作和设计。
图5是本发明实施例提供的另一种支撑块的截面图。参见图5，该支撑块102的外轮廓的截面为梯形，也即该支撑块102的形状可以为梯形体或者圆台等。采用上述形状一方面便于支撑块102的制作和设计，另一方面可以进一步减小外延片和石墨基座的接触面积，减少传导到外延片的衬底上的热量。
参见图3-图5，在本发明实施例中，前述镂空结构103也就是开设在支撑块102底部的一个凹槽，该凹槽的形状可以与支撑块102的形状相同，这样一方面便于加工该支撑块102，另一方面能够保证该支撑块102的各个部分的厚度均匀，从而避免支撑块102向外延片导热不均。
例如，当采用图3所示的支撑块结构时，镂空结构103也是一长方体或者圆柱体等结构。当采用图5所示的支撑块结构时，镂空结构103也是一梯形体或者圆台等结构。
图6是本发明实施例提供的另一种支撑块的截面图。参见图6，该支撑块102与图5所示的支撑块102的区别在于镂空结构103的设计不同。
在图6所示的支撑块102中，镂空结构103包括多个隔热腔体104，多个隔热腔体104均与口袋的底面接触，且在任意相邻的两个隔热腔体104中，距离口袋的底面近的隔热腔体104被包围在距离口袋的底面远的隔热腔体104和口袋的底面之间。
这里隔热腔体104和口袋的底面的距离，是指隔热腔体104的顶部和口袋的底面的距离。
如图6所示，多个隔热腔体104是一层一层套设在一起的，从而形成多层隔热腔体布置，当热量从口袋的底面向上传递时，会经过这多层的隔热腔体逐层隔热，从而使得最后传递到支撑块102顶面的热量大大减少。
参见图6，这里的隔热腔体104设计实际将支撑块102分成了多个支撑部120，多个支撑部120一个套一个，从而在相邻支撑部120之间形成多层隔热腔体104。
在本发明实施例中，相邻支撑部120之间的距离(也即隔热腔体104的厚度)可以有如下两种实现方式：
按照从距离口袋的底面的距离由近到远，该距离逐渐增大，这样可以逐渐增强隔热腔体104的隔热效力，从而使得最后传导到外延片上的热量最少。
任意相邻支撑部120之间的距离均相同，这种便于支撑块102的制作。
在本发明实施例中，镂空结构103可以包括4-8个隔热腔体104。设计4-8个隔热腔体，一方面能够有效降低热量，另一方面，隔热腔体104的数量不算太多，制作也不会太过复杂。
示例性地，该镂空结构103可以包括5个隔热腔体104。
图7是本发明实施例提供的另一种支撑块的截面图。参见图7，该支撑块102与图5所示的支撑块102的区别在于斜边的设计不同。
参见图7，当支撑块102的外轮廓的截面为梯形时，梯形的斜边可以为内凹的弧形。
图8是本发明实施例提供的另一种支撑块的截面图。参见图8，该支撑块102与图6所示的支撑块102的区别在于斜边的设计不同。
参见图8，当支撑部120的外轮廓的截面为梯形时，梯形的斜边可以为内凹的弧形。
再次参见图2在本发明实施例中，每个口袋101内的支撑块102的数量可以为6-12个。采用该数量的支撑块102既可以保证支撑效果，又能明显降低热传导。
示例性地，参见图2，每个口袋内的支撑块的数量可以为9个。
在本发明实施例中，支撑块102的高度可以为100μm～200μm。这里支撑块的高度是指支撑块102的支撑面与口袋的底面的距离。该距离低于口袋的深度，但又不能使得支撑块102的支撑面与口袋的底面距离过小，所以采用上述距离能够满足这两个方面的要求。
示例性地，该支撑块102的高度可以为120μm。
再次参见图1，在本发明实施例中，石墨基座可以包括5-20个口袋101。示例性地，该石墨基座可以包括14个口袋101。
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 (9)
1.一种石墨基座，所述石墨基座包括基座本体(100)和设置在所述基座本体(100)上的用于生长外延片的多个口袋(101)，其特征在于，每个所述口袋(101)的边缘间隔设置有多个支撑块(102)，所述支撑块(102)与所述口袋(101)的底面接触的一面设置有镂空结构(103)，所述镂空结构(103)包括多个隔热腔体(104)，所述多个隔热腔体(104)均与所述口袋(101)的底面接触，且在任意相邻的两个所述隔热腔体(104)中，距离所述口袋(101)的底面近的隔热腔体(104)被包围在距离所述口袋(101)的底面远的隔热腔体(104)和所述口袋(101)的底面之间。
2.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，所述镂空结构(103)包括4-8个隔热腔体(104)。
3.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，所述隔热腔体(104)的形状与所述支撑块(102)的外轮廓的形状相同。
4.根据权利要求1-3任一项所述的石墨基座，其特征在于，每个所述口袋(101)内的所述支撑块(102)的数量为6-12个。
5.根据权利要求4所述的石墨基座，其特征在于，每个所述口袋(101)内的所述支撑块(102)的数量为9个。
6.根据权利要求1-3任一项所述的石墨基座，其特征在于，所述支撑块(102)的高度为100μm～200μm。
7.根据权利要求6所述的石墨基座，其特征在于，所述支撑块(102)的高度为120μm。
8.根据权利要求1-3任一项所述的石墨基座，其特征在于，所述支撑块(102)的外轮廓的截面为梯形或矩形。
9.根据权利要求8所述的石墨基座，其特征在于，当所述支撑块(102)的外轮廓的截面为梯形时，所述梯形的斜边为内凹的弧形。
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