CN205046194U - 一种外延生长用石墨盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出的一种外延生长用石墨盘，具有若干个用于放置晶圆的凹槽，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽均匀分布于石墨盘的第一平台，所述第二凹槽均匀分布于石墨盘的第二平台，所述第一平台位于所述石墨盘的中心区域，所述第二平台环绕于所述第一平台，其特征在于：所述第一平台上表面高于所述第二平台的上表面。通过第一平台与第二平台上表面的高度差来改善石墨盘上晶圆波长均值的差异，提高晶圆光电性能及良品率。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体技术领域，尤其涉及一种外延生长用石墨盘。
背景技术
LED外延晶圆（或外延片）一般是通过金属有机化合物气相沉积（Metal-organicChemicalVaporDeposition，简称MOCVD）获得，其制程一般为：将外延晶圆衬底放入石墨盘的凹槽上，连同石墨盘一起被传送至MOCVD反应室内，石墨盘放置于加热装置上，以对石墨盘进行加热，石墨盘受热升温，能够以热辐射和热传导方式对衬底进行加热，反应气体自喷淋头的小孔进入石墨盘上方的反应区域，衬底由于加热装置的热传导加热而具有一定的温度，该温度使得反应气体之间进行化学反应，从而在衬底表面沉积外延材料层。
然而，在外延生长时，目前的石墨盘基本都存在内、外圈波长均值的差异，内圈波长较外圈短1~15nm，且内圈晶圆波长均匀性较外圈差的情况也一直存在。同时，在石墨盘的中心区域，因气流速度慢，一些反应物会在接触到石墨盘表面前发生预反应，不但降低了源材料的利用率，造成内圈的外延层厚度较薄，同时预反应产生的颗粒进入外延材料中，降低LED的亮度。
发明内容
为解决以上现有问题的不足，本实用新型提出一种外延生长用石墨盘，具有若干个用于放置衬底的凹槽，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽均匀分布在石墨盘的第一平台，所述第二凹槽均匀分布在石墨盘的第二平台，所述第一平台位于所述石墨盘的中心区域，所述第二平台环绕于所述第一平台，其特征在于：所述第一平台石墨盘的高度高于所述第二平台石墨盘的高度。
优选的，所述第一平台与所述第二平台上表面的高度差h为10~50um。
优选的，所述第一平台边缘与第二平台边缘连接面为垂直面或凹曲面或凸曲面或锥状面。
优选的，所述第一平台中第一凹槽的圈数≥1。
优选的，所述第二平台中第二凹槽的圈数≥1。
优选的，所述第一凹槽与所述第二凹槽的尺寸相同。
优选的，所述第一凹槽与所述第二凹槽的尺寸不同。
一种反应腔室，其特征在于：具有上述的任一项外延生长用石墨盘。
本实用新型至少具有以下有益效果：1.利用第一平台与第二平台上表面的高度差来减小第一凹槽和第二凹槽承载的晶圆波长均值的差异；2.高于第二平台的第一平台，减小衬底与喷淋头的距离，进而减少第一晶圆因反应气体预反应造成的厚度较薄及预反应产生的颗粒进入外延材料中，提高晶圆亮度。3.当该石墨盘应用于MOCVD反应腔室内时，降低了第一凹槽和第二凹槽之间的温度差，提升第一凹槽与第二凹槽内晶圆受热均匀性。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1本实用新型实施例一之石墨盘俯视图；
图2本实用新型实施例一之石墨盘剖视图；
图3本实用新型实施例一之反应腔室剖视简略图；
图4本实用新型实施例二之石墨盘俯视图；
图5本实用新型实施例三之石墨盘俯视图
附图标注：10.第一平台；11.第一凹槽；12.第一晶圆；20.第二平台；21.第二凹槽；22.第二晶圆；30.MOCVD反应腔室；31.喷淋头；32.内圈加热丝；33.外圈加热丝。
具体实施方式
下面将参照附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，且在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。因此，下列描述应当被理解为对本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
实施例1
参看附图1，一种外延生长用石墨盘，具有若干个用于放置晶圆的凹槽，其中凹槽包括第一凹槽11和第二凹槽21，第一凹槽11均匀分布在石墨盘的第一平台10，第二凹槽均匀分布在石墨盘的第二平台20，且第一平台位于石墨盘整体的中心区域，所第二平台环绕于所述第一平台。第一凹槽11与第二凹槽21分别用于放置第一晶圆12与第二晶圆22，其中，第一凹槽11与第二凹槽21的尺寸可以相同，也可以不同，本实施例优选第一凹槽11与第二凹槽12的尺寸均为4寸。
参看附图2，第一凹槽11与第二凹槽21分别用于放置第一晶圆12与第二晶圆22，但现有技术中第一晶圆12与第二晶圆22由于受热不均匀或者厚度不均匀等原因存在光电性能的差异，因而影响芯片的良品率。本实用新型提供一种外延生长用石墨盘，通过将第一平台10上表面的高度设置成高于第二平台20上表面，进而改善第一晶圆12与第二晶圆22的受热不均匀和厚度不均匀的现象，进而改善光电性能的差异，其中，优选第一平台10与第二平台20上表面的高度差h为10um~50um；第一平台10边缘与第二平台20边缘连接面为垂直面或凹曲面或凸曲面或锥状面。为了减少石墨盘在高速旋转过程中对反应腔室内气流的干扰，第一平台10边缘与第二平台20边缘连接面优选为锥状面，以减小第二晶圆22靠近石墨盘中心部分与远离石墨盘中心部分波长的差异。
参看附图3，一种反应腔室，具有上述的外延生长用石墨盘，所述反应腔室为适用于外延制程的反应腔室，尤其适用于金属有机化合物化学气相沉积（Metal-organicChemicalVaporDeposition，MOCVD）反应腔室30，第一平台10相对高度的增加，减小了第一平台10与喷淋头31的距离，进而减小了反应气体预反应的时间，一方便增加了外延生长过程中第一晶圆12的厚度，提高其亮度，同时也减少预反应产生的颗粒物，提高第一晶圆12的电学性能。
同时现有石墨盘的第一平台10与第二平台20分别通过位于底部的内圈加热丝32与外圈加热丝33来控温，现有技术中，改善第一晶圆12与第二晶圆22波长均值的差异也主要是依靠调节内圈加热丝32与外圈加热丝33温度的差异来调控，但当第一晶圆12与第二晶圆22波长均值差值过大，超过加热丝温度可调节阈值时，则无法通过调节内圈加热丝32与外圈加热丝33温度来改善波长均值的差异；本实用新型通过将第一平台10上表面的高度设置为高于第二平台20上表面，其高度差h为10um~50um，一方面根据热辐射能量的逐渐递减减小第一晶圆12的热辐射能，增加其波长，另一方面，减小内圈加热丝32与外圈加热丝33设定温度的差值，进而改善第一晶圆12与第二晶圆22波长均值的差异。
实施例2
参看附图4，第一平台10中第一凹槽11的圈数≥1，第二平台20中第二凹槽21的圈数≥1，本实施例优选2寸54片石墨盘为例，第一平台10由2圈第一凹槽11组成，第二平台20同样由2圈第二凹槽21组成，通过将第一平台10上表面的高度设定为高于第二平台20上表面10um~50um来改善第一晶圆12与第二晶圆22波长均值及外延层厚度的差异，以此来提高整炉外延片的良品率。
实施例3
参看附图5，本实用新型与实施例2的区别在于，第一平台10中第一凹槽11由3圈组成，第二平台20中第二凹槽21由2圈组成；以及其常规变形形式为（图中未示出）：第一平台10中第一凹槽11由2圈组成，第二平台20则由3圈第二凹槽21组成；或者第一平台10中第一凹槽11为1圈，第二平台20中第二凹槽为4圈；或者第一平台10中第一凹槽11为4圈，第二平台20中第二凹槽为1圈。
应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种外延生长用石墨盘，具有若干个用于放置晶圆的凹槽，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽均匀分布于石墨盘的第一平台，所述第二凹槽均匀分布于石墨盘的第二平台，所述第一平台位于所述石墨盘的中心区域，所述第二平台环绕于所述第一平台，其特征在于：所述第一平台上表面高于所述第二平台的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种外延生长用石墨盘，其特征在于：所述第一平台与所述第二平台上表面的高度差h为10um～50um。
3.根据权利要求1所述的一种外延生长用石墨盘，其特征在于：所述第一平台边缘与第二平台边缘连接面为垂直面或凹曲面或凸曲面或锥状面。
4.根据权利要求1所述的一种外延生长用石墨盘，其特征在于：所述第一平台中第一凹槽的圈数≥1。
5.根据权利要求1所述的一种外延生长用石墨盘，其特征在于：所述第二平台中第二凹槽的圈数≥1。
6.根据权利要求1所述的一种外延生长用石墨盘，其特征在于：所述第一凹槽与所述第二凹槽的尺寸相同。
7.根据权利要求1所述的一种外延生长用石墨盘，其特征在于：所述第一凹槽与所述第二凹槽的尺寸不同。
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