CN115874280A - 应用于外延生长的托盘和外延生长反应室 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于外延生长的托盘和外延生长反应室。该托盘上侧面设有放置晶片的多个晶片承载区，且所述托盘内部设有导气通道；所述托盘包括同轴设置的中心区域和外围区域，所述导气通道的一端延伸至所述托盘上侧面的所述中心区域，所述导气通道的另一端延伸至所述托盘的外侧面。本申请的托盘在外延生长反应过程中能够利用托盘中心区域上侧与托盘外侧的压力差，并利用文丘里原理，使得托盘上侧的一部分气体通过导气通道流动至托盘外侧，以此来增加托盘上方中心区域的气体流动速度，减少托盘上方中心区域气流的驻留，从而抑制托盘上方中心区域由于托盘旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象，提升气体源的利用效率，提高晶片外延生长均匀性。

Description

应用于外延生长的托盘和外延生长反应室

技术领域

本发明涉及半导体沉积技术领域，尤其涉及一种应用于外延生长的托盘和外延生长反应室。

背景技术

外延生长工艺是在高温的晶圆上输送反应气体，利用化学反应，在晶圆上生长一层薄膜。

图28为现有技术的一种外延生长设备的反应室600。在反应室600内的晶片托盘400上放置若干基片W，进气装置500与晶片托盘400相对设置，反应室600的下方设置有排气装置800。在外延生长过程中，反应气体沿路径900从反应室600的上方输送到晶片托盘400的表面上方，再沿着晶片托盘400的表面到达晶片托盘400的外边缘(沿着路径902)，最后沿路径904被排气装置800排出反应室600的内部。在外延生长过程中，晶片托盘400通常是旋转的，托盘表面的线速度与直径呈反比，越靠近中心位置的线速度越低，中心点处线速度为零。托盘的转动会对托盘上方的气流形成影响，由于托盘的中心区域的线速度低，因此在托盘中心上方区域的气流水平流速很低甚至为零，容易在托盘中心上方形成气体滞留区，在一定条件下会形成涡流，如图29所示。

当托盘温度升高时，托盘上方靠近托盘的气体比更上方的气体预先被加热，该部分气体会在热浮力的作用下向上运动产生对流，会加剧涡流的形成，降低托盘上方中心区域气体源的利用效率，对托盘上晶片的外延生长均匀性产生影响。

针对上述问题，通常采用的办法是在进气装置的中心区域增加吹扫气体的出气口，通过气流调整来抑制托盘上方中心区域的涡流产生，或者通过调整反应室中整体的流场来抑制涡流的产生。但上述方法均需通过调整气流的方式来抑制中心区域的涡流产生，调节方法费时费力，而且会缩小工艺调试窗口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于外延生长的托盘和外延生长反应室，用以抑制托盘上方中心区域由于托盘旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象，改善现有技术中反应腔室内托盘上气体源利用率低、晶片外延生长均匀性低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种应用于外延生长的托盘，所述托盘上侧面设有用于放置晶片的多个晶片承载区，且所述托盘内部设有导气通道；

所述托盘包括同轴设置的中心区域和外围区域，所述晶片承载区位于所述外围区域，所述中心区域为非晶片承载区；

所述导气通道的一端延伸至所述托盘上侧面的所述中心区域，所述导气通道的另一端延伸至所述托盘的外侧面，所述导气通道用于导通所述托盘上侧的空间和所述托盘外侧面的空间。

在一种可行的实施例中，所述导气通道包括至少一个第一段部和至少一个第二段部；所述第一段部位于所述托盘的中心区域、且与所述托盘上侧的空间连通，所述第二段部与所述托盘外侧面的空间连通，所述第一段部沿所述托盘的轴向方向设置，所述第二段部沿所述托盘的径向方向设置。

在一种可行的实施例中，所述第二段部靠近所述托盘外侧面的一端距所述托盘上侧面的距离大于等于所述第二段部靠近所述托盘中心区域的一端距离所述托盘上侧面的距离。

在一种可行的实施例中，在沿所述中心区域向所述托盘外侧面的方向上，所述第二段部上各个位置距离所述托盘上侧面的距离逐渐增加。

在一种可行的实施例中，所述第二段部映射在所述托盘的上侧面内的形状为弧形，所述弧形的排布方向与所述托盘在外延生长过程中的旋转方向相反。

在一种可行的实施例中，多个所述晶片承载区在所述托盘圆周上均匀设置，且各个所述晶片承载区均设有至少一个用于放置晶片的容置槽。

在一种可行的实施例中，所述第二段部在所述托盘圆周上均匀设置为多个。

在一种可行的实施例中，所述第二段部设置于相邻的两个所述晶片承载区之间；或者，所述第二段部设置于所述容置槽下侧；再或者，存在多个所述第二段部中的至少一个设置于所述容置槽下侧，且存在多个所述第二段部中的至少一个设置于相邻的两个所述晶片承载区之间。

在一种可行的实施例中，所述托盘的中心区域设有多个由所述托盘的上侧面向下凹陷且未贯穿所述托盘的管状通道，各个所述管状通道形成为所述第一段部，所述管状通道的数量与所述第二段部的数量一致，所述管状通道与所述第二段部一一对应且连通设置。

在一种可行的实施例中，所述管状通道和与该所述管状通道对应的所述第二段部位于同一纵向剖面内。

在一种可行的实施例中，多个所述管状通道围绕所述托盘的中心轴线均匀分布或者错位设置。

在一种可行的实施例中，所述托盘上被所述管状通道围绕的中心区域的实体部分上设有第一导气件，所述第一导气件的尺寸由下至上逐渐减小。

在一种可行的实施例中，所述托盘的中心区域设有一个由所述托盘的上侧面向下凹陷且未贯穿所述托盘的中空凹进部，所述中空凹进部的中心轴线与所述托盘的中心轴线重合，所述中空凹进部形成为所述第一段部，所述中空凹进部与所述第二段部连通。

在一种可行的实施例中，所述中空凹进部内设有第二导气件，所述第二导气件的外径小于所述中空凹进部的外径，所述中空凹进部与所述第二导气件之间的环形通道形成为所述第一段部，所述环形通道与所述第二段部连通。

在一种可行的实施例中，所述第二导气件的顶端与所述托盘的上侧面齐平，或者所述第二导气件的顶端凸出于所述托盘上侧面。

在一种可行的实施例中，所述第二导气件包括柱形部和锥形部，所述柱形5部与所述锥形部之间的交界面与所述托盘的上侧面齐平或低于所述托盘的上侧面。

在一种可行的实施例中，所述柱形部与所述锥形部为一体成型部件或为分立部件。

在一种可行的实施例中，所述第二导气件的尺寸由下至上逐渐减小。

0在一种可行的实施例中，所述托盘的中心区域设有一个由所述托盘的上侧

面向下凹陷且未贯穿所述托盘的环形凹进部，所述环形凹进部的中心轴线与所述托盘的中心轴线重合，所述环形凹进部形成为所述第一段部，所述环形凹进部与所述第二段部连通。

在一种可行的实施例中，所述托盘上被所述环形凹进部围绕的中心区域的5实体部分上设有第三导气件，所述第三导气件的尺寸由下至上逐渐减小。

本发明还提供了一种外延生长反应室，包括进气装置、驱动装置和上述任一项实施例中所述的托盘；

所述托盘设置于所述反应室内，所述托盘与所述驱动装置连接，所述驱动装置用于在外延生长过程中带动所述托盘旋转，所述托盘用于放置待加工的晶0片；

所述进气装置与所述托盘相对设置，所述进气装置用于在外延生长过程中向所述反应室内输送用于晶片加工的气体源料；

且在外延生长反应过程中，所述反应室内中心区域的部分气体经所述导气通道运动至所述托盘的外侧面。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明从疏导气流的角度出发，通过在托盘内部设置由托盘中心指向边缘的导气通道来引导气流，所述导气通道的一端设置在所述托盘上侧面靠近中心

的位置，另一端设置在所述托盘的外侧面，使得所述导气通道连通所述托盘上5侧和外侧面的空间，由此，在外延生长反应过程中，由于托盘旋转，能够利用

托盘中心区域上侧与托盘外侧的压力差，并利用文丘里原理，使得托盘上侧的一部分气体通过所述导气通道流动至所述托盘外侧，以此来增加托盘上方中心区域的气体流动速度，减少托盘上方中心区域气流的驻留，抑制托盘上方中心

区域由于托盘旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象，使得气体源分布均匀的0区域变大，增加了气体与晶片的有效接触，从而提升了气体源的利用效率，提

升了晶片外延生长的均匀性。进一步地，由于气体源分布均匀的区域变大，托盘上可以排布更多的晶片，可以提高产能，降低晶片制备成本。

附图说明

图1至图19为本发明第一种实施例中的应用于外延生长的托盘的结构示意图；

图20为本发明第二种实施例中的应用于外延生长的托盘的结构示意图；

图21为本发明第三种实施例中的应用于外延生长的托盘的结构示意图；

图22和图23为本发明第四种实施例中的应用于外延生长的托盘的结构示0意图；

图24为本发明第五种实施例中的应用于外延生长的托盘的结构示意图；

图25和图26为本发明第六种实施例中的应用于外延生长的托盘的结构示意图；

图27为本发明实施例中的外延生长反应室的剖面结构示意图。

图28为现有技术中的外延生长反应室的剖面结构示意图。

图29为现有技术中的外延生长反应室的流场模拟图。

图中标号：

1、托盘；101、中心区域；102、外围区域；103、晶片承载区；104、容置槽；

2、导气通道；201、第一段部；202、第二段部；203、管状通道；204、中空凹进部；205、环形凹进部；

3、第一导气件；

4、第二导气件；401、柱形部；402、锥形部；

5、第三导气件；

6、进气装置；

7、驱动装置；

8、反应室。

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，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，一方面，本发明的实施例提供了一种应用于外延生长的托盘，所述托盘上侧面设有用于放置晶片的多个晶片承载区，所述托盘内部设有导气通道；所述托盘包括同轴设置的中心区域和外围区域，所述晶片承载区位于所述外围区域，所述中心区域为非晶片承载区；所述导气通道的一端延伸至所述托盘上侧面的中心区域，所述导气通道的另一端延伸至所述托盘的外侧面，所述导气通道用于导通所述托盘上侧的空间和所述托盘外侧面的空间。

下面结合实施例一至实施例六及附图对所述托盘进行详细的说明。

实施例一

参考图1至图3，该应用于外延生长的托盘1上侧面设有用于放置晶片的多个晶片承载区103，托盘1内部设有导气通道2；托盘1包括中心区域101和外围区域102，晶片承载区103位于外围区域102，中心区域101为非晶片承载区；所述导气通道2的一端延伸至所述托盘1上侧面的中心区域101，所述导气通道2的另一端延伸至所述托盘1的外侧面，所述导气通道2用于导通所述托盘1上侧的空间和所述托盘1外侧面的空间。

在一些具体实施例中，所述托盘1设置为圆盘状、且水平设置，中心区域101和外围区域102绕托盘1的中心轴线同轴设置，外围区域3设置于中心区域101的外侧。所述托盘1的上侧面刨除中心区域101以外的区域为用于放置晶片的区域，换言之托盘1上的晶片所占据的区域未覆盖托盘1的圆心。在一些实施例中，晶片承载区103绕托盘1的中心轴线圆周均匀分布，且所述晶片承载区103在所述托盘1的圆周上设置为至少一圈，则所述中心区域101的面积不超过托盘1的中心轴线处与各个晶片承载区103内切的圆的面积。

在一些具体实施例中，如图4、图5，导气通道2包括至少第一段部201和至少一个第二段部202；第一段部201位于托盘1的中心区域101、且与托盘1上侧的空间连通，第二段部202与托盘1外侧面的空间连通，第一段部201沿托盘1的轴向方向设置，第二段部202沿托盘1的径向方向设置。

在一些实施例中，参照图6和图7，所述第一段部201在所述托盘1上设置为一个，所述第二段部202设置为一个或多个，一个或多个所述第二段部202与所述第一段部201连通。

在一些实施例中，参照图8，所述第一段部201在所述托盘1上设置为多个，所述第二段部202设置为多个，且所述第一段部201的数量与所述第二段部202的数量相等，各个所述第一段部201与各个所述第二段部202分别一一对应连通。

在一些实施例中，第二段部202靠近托盘1外侧面的一端距托盘1上侧面的距离大于等于第二段部202靠近托盘1中心区域101的一端距离托盘1上侧面的距离。

在一些具体实施例中，第二段部202水平向所述托盘1的外侧延伸。

在一些具体实施例中，第二段部202倾斜向所述托盘1的外侧延伸，即第二段部202所在的轴线与水平面相交设置。换言之，由于所述托盘1水平设置，所述水平面也可以称之为托盘1的径向面，即所述第二段部202相比于所述托盘1倾斜设置。

在一些具体实施例中，第二段部202靠近托盘1外侧面的一端距托盘1上侧面的距离大于第二段部202靠近托盘1中心区域101的一端距离托盘1上侧面的距离，也即所述第二段部202靠近中心区域101的位置相对较高，第一段部201位于所述第二段部202的上侧，如此利于托盘1中心区域101上方的气体通过导气通道2排出。参照图9，第二段部202设置为折线形通道，所述折线形通道可由两段或多段折线通道构成，最靠近托盘1中心处的折线通道在托盘1内部的高度最高，最靠近托盘1外侧处的折线通道在托盘1内部的高度最低。在一些具体实施例中，参照图5，在沿托盘1的中心向托盘1的外侧的方向上，第二段部202在托盘1内部的高度逐渐降低或深度逐渐增加，也即随着所述第二段部202的逐渐向外延伸，所述第二段部202上的点距所述托盘1上侧面的距离逐渐增加。

在一些实施例中，参照图10至图12，所述第二段部202映射在所述托盘1的上侧面内的形状为弧形，所述弧形的排布方向与所述托盘在外延生长过程中的旋转方向相反。例如为弧状通道，且使用时所述弧状通道的排布方向与所述托盘1在外延生长过程中的旋转方向相反。由于托盘1在外延生长过程中高速旋转，如此排布方向弧形的导气通道2更利于气体跟随托盘1转动而排出。如果所述弧状通道的排布方向与所述托盘1在外延生长过程中的旋转方向相同，会减弱或抵消文丘里效应造成的负压效果，不利于气体排出。

在一些实施例中，第二段部202的截面设置为圆形。在一些其他的实施例中，导气通道2的截面设置为椭圆形、正方形或六边形。

在一些实施例中，晶片承载区103绕托盘1的中心轴线圆周均匀分布为至少一周，每一晶片承载区103内设有至少一个用于放置晶片的容置槽104。在一些具体的实施例中，所述晶片承载区103绕所述托盘1的中心轴线均匀分布为两周或三周。

在一些具体的实施例中，如图1所示，托盘1上设置有多个晶片承载区103，多个晶片承载区103绕托盘1的中心轴线圆周均匀分布为一周，每一个晶片承载区103内设置1个容置槽104用于放置晶片。图1仅示意性地示出整个托盘1包括六个晶片承载区103，每一个晶片承载区103内设置一个容置槽104，实际上，整个托盘1可以依实际需要设置不同数量的晶片承载区103，每一个晶片承载区103内也可以容纳两个或更多个用于放置晶片的容置槽104。

在另一些具体的实施例中，如图13所示，托盘1上设置有多个晶片承载区103，多个晶片承载区103绕托盘1的中心轴线圆周均匀分布为两周，每一个晶片承载区103内设置一个容置槽104用于放置晶片。

在又一些具体的实施例中，如图14所示，托盘1上设置有多个晶片承载区103，多个晶片承载区103绕托盘1的中心轴线圆周均匀分布为一周，每一个晶片承载区103内设置多个容置槽104用于放置晶片，且晶片承载区103中的容置槽104的相对位置相同，这样即形成了晶片承载区103中的容置槽104在圆周上均匀设置。

在一些实施例中，第二段部202在托盘1上圆周均匀设置为多个。各个第二段部202分别设置于托盘1圆周上相邻的两个晶片承载区103之间，如图1和图14。

在一些实施例中，各个第二段部202分别设置于一个晶片承载区103内用于放置晶片的容置槽104之下，如图15。

在一些实施例中，第二段部202的一部分位于圆周上相邻的两个晶片承载区103之间，第二段部202的另一部分位于晶片承载区103内用于放置晶片的容置槽104之下，如图16。

在一些实施例中，存在多个所述第二段部中的至少一个设置于所述容置槽下侧，且存在多个所述第二段部中的至少一个设置于相邻的两个所述晶片承载区之间，如图17。

在一些实施例中，参照图1、图18和图19，所述托盘1的中心区域101设有多个由所述上侧面向下凹陷且不贯穿所述托盘1的管状通道203，所述管状通道203形成为所述第一段部201，所述管状通道203的数量与所述第二段部202的数量一致，所述管状通道203与所述第二段部202一一对应连通。

在一些实施例中，多个所述管状通道203围绕所述托盘1的中心轴线均匀分布或者错位设置。在一些具体实施例中，所述托盘1围绕中心轴线圆周均匀设有多个圆柱孔，所述多个圆柱孔即为多个所述第一段部201。在一些具体实施例中，所述多个圆柱孔并非分布在同一个圆周上，而是可以分布在多个圆周上。在一些具体实施例中，所述多个圆柱孔错位设置，这样使得第一段部201的进气口能够设置于接近原有容易形成的涡流的中心位置，能够对容易形成涡流的区域直接形成影响，降低涡流形成的可能。在一些实施例中，各个所述管状通道203互不相通。

在一些实施例中，所述管状通道203和与该所述管状通道203对应的第二段部202位于同一纵向剖面内，且各个所述管状通道203和与之对应的第二段部202位于的纵向剖面的位置或方向不同。

在实施例一中，位于中心区域101的多个管状通道203及与所述多个管状通道203一一对应连通的位于托盘1内部的沿托盘1径向延伸的第二段部202共同形成托盘1内部的导气通道2，在外延生长过程中，利用托盘1中心区域101上侧与托盘1外侧的压力差，并利用文丘里原理，托盘1上方中心区域101的部分反应气体进入管状通道203，然后由多个第二段部202于托盘1的外侧面流出，以此来增加托盘1上方中心区域101的气体流动速度，减少了托盘1上方中心区域101处气流的驻留，从而抑制了托盘1上方中心区域101由于托盘1旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象，使得气体源分布均匀的区域变大，增加了气体与晶片的有效接触，从而提升了气体源的利用效率，提升了晶片外延生长的均匀性。进一步地，由于气体源分布均匀的区域变大，托盘1上可以排布更多的晶片，可以提高产能，降低晶片制备成本。

实施例二

实施例二与实施例一的差别在于：在实施例二中，参照图20，所述托盘1上被所述多个管状通道203围绕的中心区域101的实体部分上设有第一导气件3，所述第一导气件3的尺寸由下至上逐渐减小。

在一些具体实施例中，第一导气件3与所述多个管状通道203围绕的中心区域101的实体部分接触面的面积不大于所述多个管状通道203围绕的中心区域101的实体部分的面积。

在一些具体实施例中，如图20，所述第一导气件3设置为圆锥状、且与所述托盘1同轴设置。

实施例二在实施例一的基础上设置第一导气件3，能够引导托盘1上方中心区域101的气流向导气通道2内运动，使得中心区域101气体更易于排出，进一步减少了托盘1上方中心区域101气流的驻留。进一步地，将第一导气件3设置为尺寸逐渐减小，可以改变流场空间形态，减少气体驻留区的体积，且更有效的使气体沿着锥状结构侧壁流向导气通道2，抑制由于托盘1旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象。

实施例三

实施例三与实施例一的差别在于：在实施例一中，所述托盘1的中心区域101设有多个由所述上侧面向下凹陷且不贯穿所述托盘1的管状通道203，所述管状通道203形成为所述第一段部201。而在实施例三中，参考图21，所述托盘1的中心区域101设有由所述上侧面向下凹陷且不贯穿所述托盘1的中空凹进部204，所述中空凹进部204的中心轴线与所述托盘1的中心轴线重合，中空凹进部204形成为导气通道2的第一段部201，中空凹进部204与第二段部202连通。

在一些具体实施例中，所述中空凹进部204为非贯穿的圆柱孔或棱柱孔。

所述第二段部202可以为一个或多个，当所述第二段部202为多个时，各个所述第二段部202共用中空凹进部204形成的所述第一段部201。

在实施例三中，位于中心区域101的中空凹进部204及与所述中空凹进部204连通的位于托盘1内部的一个或多个沿托盘1径向延伸的第二段部202共同形成托盘1内部的导气通道2，在外延生长过程中，利用托盘1中心区域101上侧与托盘1外侧的压力差，并利用文丘里原理，托盘1上方中心区域101处的部分反应气体进入中空凹进部204，然后由一个或多个第二段部202于托盘1的外侧面流出，以此来增加托盘1上方中心区域101的气体流动速度，减少了托盘1上方中心区域101处气流的驻留，从而抑制了托盘1上方中心区域101由于托盘1旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象，使得气体源分布均匀的区域变大，增加了气体与晶片的有效接触，从而提升了气体源的利用效率，提升了晶片外延生长的均匀性。进一步地，由于气体源分布均匀的区域变大，托盘1上可以排布更多的晶片，可以提高产能，降低晶片制备成本。

实施例四

实施例四与实施例三的差别在于：所述中空凹进部204内设有第二导气件4，参考图22，所述第二导气件4的外径小于所述中空凹进部204的外径，由此中空凹进部204与所述第二导气件4之间的环形通道形成为导气通道2的第一段部201，所述环形通道与所述一个或多个第二段部202连通。第二导气件4固定或可拆卸设置于所述中空凹进部204的底面上。

在一些实施例中，所述第二导气件4的顶端与所述托盘1上侧面齐平，或者所述第二导气件4的顶端凸出于所述托盘1上侧面。

在一些实施例中，所述第二导气件4的尺寸由下至上逐渐减小。

在一些具体实施例中，参照图23，第二导气件4包括柱形部401和锥形部402，所述柱形部401与所述锥形部402之间的交界面与所述托盘1上侧面齐平，所述柱形部401与所述锥形部402为一体成型部件或为分立部件。示例性地，第二导气件4的下侧设置为柱状，所述第二导气件4的上侧设置为锥状，上侧的锥状与下侧的柱状一体成型，或者上侧的锥状可拆卸连接于下侧的柱状，所述第二导气件4上侧的锥状的顶点高于所述托盘1的上侧面的高度。

在一些实施例中，所述第二导气件4的下侧设置为圆柱状或正多棱柱状。

在一些实施例中，所述第二导气件4的上侧设置为圆锥或正多棱锥。

在一些实施例中，所述柱形部401与所述锥形部402之间的交界面低于所述托盘1的上侧面。

实施例四在实施例三的基础上设置第二导气件4，能够引导托盘1上方中心区域101的气流向导气通道2内运动，使得中心区域101气体更易于排出，进一步减少了托盘1上方中心区域101气流的驻留。进一步地，将第二导气件4的顶端设置为尺寸逐渐减小的锥状，一方面可以改变流场空间形态，减少气体驻留区的体积；另一方面可以更有效的使气体沿着锥状结构侧壁流向导气通道2，抑制由于托盘1旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象。

实施例五

实施例五与实施例三的差别在于：在实施例三中，所述托盘1的中心区域101设有一个由所述上侧面向下凹陷且不贯穿所述托盘1的中空凹进部204，所述中空凹进部204的中心轴线与所述托盘1的中心轴线重合，所述中空凹进部204形成为所述第一段部201，所述中空凹进部204与所述第二段部202连通。而在实施例五中，参照图24，所述托盘1的中心区域101设有一个由所述上侧面向下凹陷且不贯穿所述托盘1的环形凹进部205，所述环形凹进部205的中心轴线与所述托盘1的中心轴线重合，所述环形凹进部205形成为所述第一段部201，所述环形凹进部205与所述第二段部202连通。

在一些具体实施例中，所述环形凹进部205为非贯穿的环槽。

所述第二段部202可以为一个或多个，当所述第二段部202为多个时，各个所述第二段部202共用环形凹进部205形成的所述第一段部201。

在实施例五中，位于中心区域101的环形凹进部205及与所述环形凹进部205连通的位于托盘1内部的一个或多个沿托盘1径向延伸的第二段部202共同形成托盘1内部的导气通道2，在外延生长过程中，利用托盘1中心区域101上侧与托盘1外侧的压力差，并利用文丘里原理，托盘1上方中心区域101的部分反应气体进入环形凹进部205，然后由一个或多个第二段部202于托盘1的外侧面流出，减少了托盘1上方中心区域101气流的驻留，从而抑制了托盘1上方中心区域101涡流的产生。

实施例六

实施例六与实施例五的差别在于：在实施例六中，参照图25和图26，所述托盘1上被所述环形凹进部205围绕的中心区域101的实体部分上设有第三导气件5，所述第三导气件5的尺寸由下至上逐渐减小。

在一些具体实施例中，第三导气件5与所述环形凹进部205围绕的中心区域101的实体部分接触面的面积不大于所述环形凹进部205围绕的中心区域101的实体部分的面积。

在一些具体实施例中，如图26，所述第三导气件5设置为圆锥状，与所述托盘1同轴设置。

实施例六在实施例五的基础上设置第三导气件5，能够引导托盘1上方中心区域101的气流向导气通道2内运动，使得中心区域101气体更易于排出，进一步减少了托盘1上方中心区域101气流的驻留。进一步地，将第三导气件5设置为尺寸逐渐减小，可以改变流场空间形态，减少气体驻留区的体积，且更有效的使气体沿着锥状结构侧壁流向导气通道2，抑制由于托盘1旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象。

一方面，本发明提供了一种外延生长反应室，参照图27，其显示了本发明外延生长反应室的剖面结构示意图。

该外延生长反应室8包括进气装置6、驱动装置7和上述任一实施例所述的托盘1；所述托盘1设置于所述反应室8内，所述托盘1与所述驱动装置7连接，所述驱动装置7用于在外延生长过程中带动所述托盘1旋转，所述托盘1用于放置待加工的晶片；所述进气装置6与所述托盘1相对设置，所述进气装置6用于在外延生长过程中向所述反应室5内输送用于晶片加工的气体源料，在外延生长反应过程中，所述反应室8内中心区域101的部分反应气体经所述导气通道2从所述托盘1的外侧面排出。

本发明所述的外延生长反应室适用于生长各类III-V族、Ⅱ-Ⅵ薄膜或二维薄膜材料等，所涉及的外延工艺反应包括金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)等。

本发明一些具体实施例中，所述反应室8密闭设置，所述驱动装置7的转动轴延伸至所述反应室8内，所述托盘1固定在所述转动轴上，所述进气装置6与气源连通，所述进气装置6位于所述反应室8内。示例性地，对于立式正置式外延生长反应室而言，所述进气装置6设置于所述托盘1上侧，用于向托盘1上输送外延生长的气体源料，所述气体源料从所述托盘1的上方竖直流向所述

托盘1的上表面，其中，托盘1中心区域101上侧的一部分气体通过托盘1内5部的导气通道2流动至托盘1的外侧，减少了托盘1上方中心区域101气流的驻留，从而抑制托盘1上方中心区域101由于托盘1旋转以及热浮力产生的对流及涡流现象。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，0这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，

在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (21)

1.一种应用于外延生长的托盘，其特征在于，所述托盘上侧面设有用于放置晶片的多个晶片承载区，且所述托盘内部设有导气通道；

所述托盘包括同轴设置的中心区域和外围区域，所述晶片承载区位于所述外围区域，所述中心区域为非晶片承载区；

所述导气通道的一端延伸至所述托盘上侧面的所述中心区域，所述导气通道的另一端延伸至所述托盘的外侧面，所述导气通道用于导通所述托盘上侧的空间和所述托盘外侧面的空间。

2.根据权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述导气通道包括至少一个第一段部和至少一个第二段部；

所述第一段部位于所述托盘的中心区域、且与所述托盘上侧的空间连通，所述第二段部与所述托盘外侧面的空间连通，所述第一段部沿所述托盘的轴向方向设置，所述第二段部沿所述托盘的径向方向设置。

3.根据权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述第二段部靠近所述托盘外侧面的一端距所述托盘上侧面的距离大于等于所述第二段部靠近所述托盘中心区域的一端距离所述托盘上侧面的距离。

4.根据权利要求3所述的托盘，其特征在于，在沿所述中心区域向所述托盘外侧面的方向上，所述第二段部上各个位置距离所述托盘上侧面的距离逐渐增加。

5.根据权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述第二段部映射在所述托盘的上侧面内的形状为弧形，所述弧形的排布方向与所述托盘在外延生长过程中的旋转方向相反。

6.根据权利要求2所述的托盘，其特征在于，多个所述晶片承载区在所述托盘圆周上均匀设置，且各个所述晶片承载区均设有至少一个用于放置晶片的容置槽。

7.根据权利要求6所述的托盘，其特征在于，所述第二段部在所述托盘圆周上均匀设置为多个。

8.根据权利要求7所述的托盘，其特征在于，所述第二段部设置于相邻的两个所述晶片承载区之间；

或者，所述第二段部设置于所述容置槽下侧；

再或者，存在多个所述第二段部中的至少一个设置于所述容置槽下侧，且存在多个所述第二段部中的至少一个设置于相邻的两个所述晶片承载区之间。

9.根据权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述托盘的中心区域设有多个由所述托盘的上侧面向下凹陷且未贯穿所述托盘的管状通道，各个所述管状通道形成为所述第一段部，所述管状通道的数量与所述第二段部的数量一致，所述管状通道与所述第二段部一一对应且连通设置。

10.根据权利要求9所述的托盘，其特征在于，所述管状通道和与该所述管状通道对应的所述第二段部位于同一纵向剖面内。

11.根据权利要求9所述的托盘，其特征在于，多个所述管状通道围绕所述托盘的中心轴线均匀分布或者错位设置。

12.根据权利要求9所述的托盘，其特征在于，所述托盘上被所述管状通道围绕的中心区域的实体部分上设有第一导气件，所述第一导气件的尺寸由下至上逐渐减小。

13.根据权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述托盘的中心区域设有一个由所述托盘的上侧面向下凹陷且未贯穿所述托盘的中空凹进部，所述中空凹进部的中心轴线与所述托盘的中心轴线重合，所述中空凹进部形成为所述第一段部，所述中空凹进部与所述第二段部连通。

14.根据权利要求13所述的托盘，其特征在于，所述中空凹进部内设有第二导气件，所述第二导气件的外径小于所述中空凹进部的外径，所述中空凹进部与所述第二导气件之间的环形通道形成为所述第一段部，所述环形通道与所述第二段部连通。

15.根据权利要求14所述的托盘，其特征在于，所述第二导气件的顶端与所述托盘的上侧面齐平，或者所述第二导气件的顶端凸出于所述托盘上侧面。

16.根据权利要求15所述的托盘，其特征在于，所述第二导气件包括柱形部和锥形部，所述柱形部与所述锥形部之间的交界面与所述托盘的上侧面齐平或低于所述托盘的上侧面。

17.根据权利要求16所述的托盘，其特征在于，所述柱形部与所述锥形部为一体成型部件或为分立部件。

18.根据权利要求14所述的托盘，其特征在于，所述第二导气件的尺寸由下至上逐渐减小。

19.根据权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述托盘的中心区域设有一个由所述托盘的上侧面向下凹陷且未贯穿所述托盘的环形凹进部，所述环形凹进部的中心轴线与所述托盘的中心轴线重合，所述环形凹进部形成为所述第一段部，所述环形凹进部与所述第二段部连通。

20.根据权利要求19所述的托盘，其特征在于，所述托盘上被所述环形凹进部围绕的中心区域的实体部分上设有第三导气件，所述第三导气件的尺寸由下至上逐渐减小。

21.一种外延生长反应室，其特征在于，包括进气装置、驱动装置和权利要求1至20中任一项所述的托盘；

所述托盘设置于所述反应室内，所述托盘与所述驱动装置连接，所述驱动装置用于在外延生长过程中带动所述托盘旋转，所述托盘用于放置待加工的晶片；

所述进气装置与所述托盘相对设置，所述进气装置用于在外延生长过程中向所述反应室内输送用于晶片加工的气体源料；

且在外延生长反应过程中，所述反应室内中心区域的部分气体经所述导气通道运动至所述托盘的外侧面。

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