CN207958544U - 一种外延片托盘的旋转支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体芯片技术领域，公开了一种外延片托盘的旋转支撑装置。所述外延片托盘的旋转支撑装置包括设于反应腔内部的托盘，设于托盘下方的加热器，以及贯穿加热器内部的驱动轴，托盘上放置有多个外延片，托盘底部向下延伸有凸台，驱动轴的顶部设有与凸台插接的凹槽；凹槽侧壁外环设有隔热罩，隔热罩与凹槽的外壁之间具有间隙。本实用新型通过在驱动轴顶部的凹槽侧壁外环设有隔热罩，使得驱动轴在高温环境下工作时，不会因为其温度过高而导致容易出现折断的问题。

Description

一种外延片托盘的旋转支撑装置

技术领域

本实用新型涉及半导体芯片技术领域，尤其涉及一种外延片托盘的旋转支撑装置。

背景技术

金属有机化学气相沉淀系统(以下简称MOCVD系统)是一种用于外延生长半导体薄膜，以形成如LED(发光二极管)等半导体器件的设备。

在大规模生产时，通常使用批处理方式来提高系统产量，即将一批多片外延片(或称衬底、衬底片等)一起放入MOCVD系统的反应腔中，完成外延生长后，再更换新的一批外延片，开始下一轮的反应处理。若干外延片被放置在同一个衬底托盘上，自动化生产需要在反应腔中以机械手装卸该托盘，来实现上述一批外延片同时外延生长、同时取放的批处理过程。

在外延片托盘下方一般设置有加热器，通过其中围绕托盘圆心排列的加热元件，对托盘进行加热。由于设计上的限制和制造上的差异，加热器上各点的温度不可能完全一样，因此在加热过程中通过旋转托盘可以使托盘径向上的温度趋于均匀一致。此外，托盘的旋转还是多个外延片的表面取得均匀的气体浓度和均匀的气体速度等边界条件的一个关键控制手段，因此其转速需要在一个很大范围内可以调节，并使托盘在需要的转速范围内可以平稳运行。

但是，当加热元件温度过高时，中间的驱动轴由于温度升高，无法有效散热，容易在工作过程中折断。若采用耐高温材料直接制作驱动轴，由于其在旋转过程中，还需要承受一定的压力，所以一般的耐高温材料，如钨、陶瓷等均无法承受。

因此，亟待需要一种新型外延片托盘的旋转支撑装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种外延片托盘的旋转支撑装置，以解决现有旋转连接装置的驱动轴在高温时容易出现折断的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种外延片托盘的旋转支撑装置，包括：

托盘，托盘设置于反应腔内部，其上放置有多个外延片；

加热器，其设于托盘下方；以及

驱动轴，其贯穿加热器；托盘底部向下延伸有凸台，驱动轴的顶部设有与凸台插接的凹槽；凹槽侧壁外环设有隔热罩，隔热罩与凹槽的外壁之间具有间隙。

作为优选，隔热罩插接或粘接于凹槽的侧壁。

作为优选，驱动轴顶部的周向开设有环形缺口，环形缺口包围在凹槽的外部，隔热罩抵接于环形缺口上。

作为优选，隔热罩由钨或陶瓷制成。

作为优选，驱动轴与反应腔外部的旋转驱动机构连接，驱动轴与反应腔壁之间设有旋转驱动机构。

作为优选，凸台为阶梯型凸台，且包括第一凸台和设于第一凸台下方的第二凸台，隔热罩的顶部与第一凸台的底部之间具有间隙。

作为优选，第二凸台的高度低于凹槽的深度。

作为优选，凸台为方形凸台，隔热罩的顶部与托盘的底部之间具有间隙。

作为优选，凸台的高度高于凹槽的深度。

作为优选，凸台的周向设有至少一个限位键，凹槽内壁设有至少一个限位槽，限位键与限位槽配合。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过在驱动轴顶部的凹槽的外侧设置隔热罩，使得驱动轴在高温环境下工作时，不会因为其温度过高而导致容易出现折断的问题；

2、隔热罩由钨或陶瓷等耐高温的导热材料制成，能有效地防止来自加热器的热量进入驱动轴中，并对加热器的热量进行导热；

3、当凸台为阶梯型凸台时，第二凸台的高度低于凹槽的深度，可保证凹槽的顶部端面与第一凸台的底部端面可靠接触，从而作为驱动轴和托盘的摩擦接触面，并利用摩擦力驱动托盘和驱动轴一起旋转；

4、当凸台为方形凸台时，凸台的高度高于凹槽的深度，可保证凹槽的内部底面与凸台的底部端面可靠接触，从而作为驱动轴和托盘的摩擦接触面，并利用摩擦力驱动托盘和驱动轴一起旋转；

5、在凸台的周向设置限位键和在凹槽内设限位槽，通过限位配合，使得凸台与凹槽更加稳定地固定，提高了其在高速旋转条件下长期使用的可靠性，并减少了托盘的更换。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例提供的外延片托盘的旋转支撑装置的结构示意图；

图2是图1中A处的放大示意图；

图3是本实用新型的另一个实施例提供的外延片托盘的旋转支撑装置在A处的放大示意图；

图4是本实用新型的另一个实施例提供的外延片托盘的旋转支撑装置中托盘与驱动轴配合的结构示意图；

图5是图4中凸起的底视图；

图6是与图4中凹槽的俯视图；

图7是本实用新型的另一个实施例提供的隔热罩与驱动轴配合的放大示意图。

图中：

1、托盘；11、第一凸台；12、第二凸台；13、限位键；

2、驱动轴；21、旋转密封机构；22、旋转驱动机构；23、凹槽；231、限位槽；24、隔热套；

3、加热器；4、外延片；5、反应腔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型的一个实施例提供了一种外延片托盘的旋转支撑装置，其包括托盘1、加热器3和驱动轴2，其中：

托盘1设于反应腔5内部，加热器3设于托盘1下方，驱动轴2贯穿加热器3，托盘1上放置有多个外延片4。驱动轴2与反应腔5壁之间设有旋转密封机构21，驱动轴2位于反应腔5的外部连接有旋转驱动机构22。

具体地，托盘1为可拆卸的圆形托盘1，放置在MOCVD系统的反应腔5；该托盘1的上表面与底面平行，在上表面上围绕中心开设有若干浅凹盘，用于排列放置多个外延片4。

具体地，若干反应气体从反应腔5顶部进入，在托盘1的外延片4上进行外延反应或薄膜沉积后，从反应腔5下部排出。在对外延片4处理的过程中，由旋转驱动机构22的马达带动驱动轴2旋转，并通过相互的耦合连接使托盘1与驱动轴2实现同步旋转。同时，利用加热器3对托盘1均匀加热，以保证在外延片4上获得均匀的反应气体。

图2为图1所示的一种外延片托盘的旋转支撑装置的A处局部放大图，图中：

托盘1底部向下延伸有凸台，驱动轴2的顶部设有与凸台插接的凹槽23，隔热罩24插接或粘接于凹槽23的侧壁，使得驱动轴2在高温环境下工作时，不会因为其温度过高而导致容易出现折断的问题；同时隔热罩24与凹槽23的外壁之间具有间隙，可以保证隔热罩24和凹槽的接触面积降到最低，从而进一步减小热量的传导。具体地，隔热罩24由钨或陶瓷等耐高温的导热材料制成，但不局限于这两种材料，只要是具备耐高温的导热材料均在本实施例的保护范围之内。因此隔热罩24能够有效地防止对来自加热器3的热量进入驱动轴2中，并对加热器3的热量进行导热，但未改变托盘1的温度，从而只是避免驱动轴2的温度过高。

具体地，上述凸台为阶梯型凸台，且包括第一凸台11和设于第一凸台11下方的第二凸台12，第二凸台12的高度低于凹槽23的深度，可保证凹槽23的顶部端面与第一凸台11的底部端面可靠接触，从而作为驱动轴2和托盘1的摩擦接触面，并利用摩擦力驱动托盘和驱动轴一起旋转。具体地，隔热罩24的顶部与第一凸台11的底部之间具有间隙，可以保证隔热罩24不会承受来自托盘1的压力以及因摩擦接触产生的摩擦力，进而保证隔热罩24不易损坏破裂。

图3为本实用新型的另一个实施例提供的外延片托盘的旋转支撑装置在A处的放大示意图，与图2的不同点在于：

凸台为方形凸台，凸台的高度高于凹槽23的深度，可保证凹槽23的内部底面与凸台的底部端面可靠接触，从而作为驱动轴2和托盘1的摩擦接触面，并利用摩擦力驱动托盘1和驱动轴2一起旋转。隔热罩24的顶部与托盘1的底部之间具有间隙，可以保证隔热罩24不会承受来自托盘1的压力以及因摩擦接触产生的摩擦力，进而保证隔热罩24不易损坏破裂。

图4为本实用新型的另一个实施例提供的外延片托盘的旋转支撑装置中托盘与驱动轴配合的结构示意图，与图2和图3不同点在于：

凸台的周向设有至少一个限位键13(如图5所示)，凹槽23内侧设有至少一个限位槽231(如图6所示)，限位键13插接于限位槽231内部。通过限位配合，使得凸台与凹槽23更加稳定地固定，提高了其在高速旋转条件下长期使用的可靠性，并减少了托盘1的更换。

如图7所示，本实用新型提供了另一种隔热罩24与驱动轴2的配合关系，具体地，驱动轴2顶部的周向开设有环形缺口(图中未示出)，环形缺口包围在凹槽23的外部，隔热罩24抵接于环形缺口上，图7中隔热罩24的设置方式相比图1～3中隔热罩24的设置方式，隔热罩24具有更稳固地效果，即能更好地将隔热罩24固定在驱动轴2上。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外延片托盘的旋转支撑装置，包括：

托盘(1)，所述托盘(1)设于反应腔(5)内部，其上放置有多个所述外延片(4)；

加热器(3)，其设于所述托盘(1)下方；以及

驱动轴(2)，其贯穿所述加热器(3)；其特征在于，

所述托盘(1)底部向下延伸有凸台，所述驱动轴(2)的顶部设有与所述凸台插接的凹槽(23)；所述凹槽(23)侧壁外环设有隔热罩(24)，所述隔热罩(24)与所述凹槽(23)的外壁之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述隔热罩(24)插接或粘接于所述凹槽(23)的侧壁。

3.根据权利要求1所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述驱动轴(2)顶部的周向开设有环形缺口，所述环形缺口包围在所述凹槽(23)的外部，所述隔热罩(24)抵接于所述环形缺口上。

4.根据权利要求1所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述隔热罩(24)由钨或陶瓷制成。

5.根据权利要求1所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述驱动轴(2)与所述反应腔(5)外部的旋转驱动机构(22)连接，所述驱动轴(2)与所述反应腔(5)壁之间设有旋转密封机构(21)。

6.根据权利要求1所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述凸台为阶梯型凸台，且包括第一凸台(11)和设于所述第一凸台(11)下方的第二凸台(12)，所述隔热罩(24)的顶部与所述第一凸台(11)的底部之间具有间隙。

7.根据权利要求6所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述第二凸台(12)的高度低于所述凹槽(23)的深度。

8.根据权利要求1所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述凸台为方形凸台，所述隔热罩(24)的顶部与所述托盘(1)的底部之间具有间隙。

9.根据权利要求8所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述凸台的高度高于所述凹槽(23)的深度。

10.根据权利要求1所述的外延片托盘的旋转支撑装置，其特征在于，所述凸台的周向设有至少一个限位键(13)，所述凹槽(23)内壁设有至少一个限位槽(231)，所述限位键(13)与所述限位槽(231)配合。