CN215628286U - 石墨基座和mocvd设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及外延片生产技术领域，尤其涉及一种石墨基座和MOCVD设备。该石墨基座开设有用于放置衬底的槽体，槽体形成有开口；槽体内设置有支撑部，支撑部朝向开口形成有用于与衬底接触的支撑点。该MOCVD设备包括该石墨基座。该石墨基座和该MOCVD设备，支撑部与衬底之间的接触面积相较于现有技术显著减小，从而避免衬底与支撑部接触位置的温度偏高，避免该区域的外延片波长异常，进而提高整个外延片波长的均匀性，提高良品率，降低产品滞压风险。

Description

石墨基座和MOCVD设备

技术领域

本实用新型涉及外延片生产技术领域，尤其涉及一种石墨基座和MOCVD设备。

背景技术

MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备，广泛应用于半导体生产。通过载气将生长用的有机源带入反应室，在适当的温度和压力下，有机源在衬底表面进行反应，形成所需的薄膜材料。

石墨盘作为衬底的载片设备，是MOCVD设备的重要部件，将衬底固定在石墨盘的片槽中，在石墨盘下方对石墨盘进行加热，从而为MO源在衬底表面生长出外延片提供温度条件。

相关技术中，由于外延片生产采用的衬底在加热后容易产生翘曲，为减少衬底与石墨盘凹槽底部的接触面积，通常通过如附图11中所示的石墨盘结构减少衬底与石墨盘的接触面积，其在晶圆凹槽11的内边缘上部形成上部突起10，同时内边缘下部兼具台阶8与下部突起9，下部突起9由内边缘下部延伸形成，进而提高LED外延片整体良率，改善外延片波长均匀性。

然而目前下游芯片及封装企业对单个外延片的波长的均匀性要求较高，相关技术中的石墨盘产出的外延片波长均匀性指标不能满足客户需求，也就是说产品的良品出厂率大幅降低。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种石墨基座，以在一定程度上解决现有技术中的石墨盘与衬底的接触面积过大，导致外延片的波长均匀性较差，不能满足芯片及封装企业对于外延片的波长均匀性要求的技术问题。

本实用新型的第二目的在于提供一种MOCVD设备，以在一定程度上解决现有技术中的MOCVD设备由于石墨盘与衬底的接触面积过大，导致外延片的波长均匀性较差，不能满足芯片及封装企业对于外延片的波长均匀性的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案；

基于上述第一目的，本实用新型提供的所述石墨基座开设有用于放置衬底的槽体，所述槽体形成有开口；

所述槽体内设置有支撑部，所述支撑部朝向所述开口形成有用于与所述衬底接触的支撑点。

在上述任一技术方案中，可选地，所述支撑部渐缩并汇聚于所述支撑点。

在上述任一技术方案中，可选地，所述支撑部呈回转体形状，所述回转体形状形成有与所述槽体的高度方向平行的回转轴线以及与所述回转轴线垂直的横截面，所述回转体的横截面的半径沿所述回转轴线朝向所述开口渐小。

在上述任一技术方案中，可选地，所述槽体内的所述支撑部的数量为至少三个，至少三个所述支撑部沿所述槽体的周向顺次间隔排布。

在上述任一技术方案中，可选地，所述槽体内的所述支撑部的数量为3-20个，优选为5-10个。

在上述任一技术方案中，可选地，沿所述槽体的轴线方向观察，相邻两个所述支撑点以所述槽体的轴线为顶点形成分隔角；

所述分隔角为18°-120°，优选为30-72°。

在上述任一技术方案中，可选地，所述槽体呈圆柱状；

沿所述槽体的径向，所述支撑点与所述槽体的槽壁形成第一预定间隔，所述第一预定间隔的长度为0.5-5mm；

和/或，沿所述槽体的轴向，所述支撑点与所述槽体的开口边沿之间形成第二预定间隔，所述第二预定间隔的长度为0.09-0.11μm。

在上述任一技术方案中，可选地，所述支撑部覆盖有保护层，所述保护层至少覆盖所述支撑点，所述保护层的材质比所述石墨基座的材质致密；

和/或，所述槽体的数量为多个，每个所述槽体内均设置有所述支撑部。

在上述任一技术方案中，可选地，所述支撑部通过所述连接部与所述槽体的槽底或者槽壁连接；

其中，在所述支撑部通过所述连接部与所述槽底连接的情况下，所述支撑部相对所述槽壁间隔设置；

在所述支撑部通过所述连接部与所述槽壁连接的情况下，所述支撑部相对所述槽体间隔设置。

基于上述第二目的，本实用新型提供的MOCVD设备，包括上述任一技术方案提供的石墨基座。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的石墨基座开设有用于放置衬底的槽体，槽体形成有开口，槽体内设置有支撑部，支撑部朝向开口形成有用于与衬底接触的支撑点。由于通过形成有支撑点的支撑部对衬底进行支撑，且支撑部与衬底之间通过支撑点进行接触，相较于现有技术中的三角柱形支撑件与衬底之间形成的接触面积，支撑部与衬底之间的接触面积显著减小，从而避免衬底与支撑部接触位置的温度偏高，避免该区域的外延片波长异常，进而提高整个外延片波长的均匀性，提高良品率，降低产品滞压风险。

本实用新型提供的MOCVD设备，包括上述的石墨基座，因而能够实现该石墨基座的所有有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第二结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第三结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第四结构示意图；

图5为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第一局部放大图；

图6为图5的距离标示图；

图7为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第二局部放大图；

图8为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第三局部放大图；

图9为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第四局部放大图；

图10为本实用新型实施例一提供的石墨基座的第五局部放大图；

图11为现有技术之石墨盘结构示意图。

图1至图10中的图标：1-石墨基座；2-槽体；3-支撑部；30-支撑点；4-连接部；5-分隔角；6-第一预定间隔；7-第二预定间隔。

图11中的图标：8-台阶；9-下部突起；10-上部突起；11-晶圆凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

本实施例提供的石墨基座用于MOCVD设备。

参见图1至图10所示，本实施例提供的石墨基座1，石墨基座1开设有用于放置衬底的槽体2，槽体2内设置有支撑部3和连接部4。

在下文中，将对石墨基座1的上述部件进行具体描述。

在本实施例的可选方案中，槽体2形成有开口，以使衬底能够通过开口置于槽体2中。

槽体2的数量为多个，每个槽体2均用于放置衬底，从而使该石墨基座1能够同时支撑并固定多个衬底。

具体而言，如图1至图4所示，槽体2呈圆柱状，槽体2的数量为36个，36个槽体2排布成由内至外的3圈。内圈有6个槽体2，中圈有12个槽体2，外圈有18个。

在本实施例的可选方案中，如图5至9所示，支撑部3通过连接部4与槽体2的槽底连接，以将槽体2的槽底作为支撑部3的安装位置。为了清楚地表达支撑部3、连接部4和槽体2之间的相对位置关系，通过虚线大致标示出了支撑部3与连接部4之间的分界处。支撑部3相对槽体2的槽壁间隔设置，也即支撑部3不与槽体2的槽壁相接触，切断二者间的热传导路径，从而减少槽体2的槽壁对支撑部3产生的负面加热影响。

为了进一步减少槽体2的槽壁对支撑部3产生的负面加热影响，连接部4也相对槽体2的槽壁间隔设置。

或者，如图10所示，支撑部3通过连接部4与槽体2的槽壁连接，以将槽体2的槽壁作为支撑部3的安装位置。为了清楚地表达支撑部3、连接部4和槽体2之间的相对位置关系，通过虚线大致标示出了支撑部3与连接部4之间的分界处。支撑部3相对槽体2的槽底间隔设置，也即支撑部3不与槽体2的槽底相接触，切断二者间的热传导路径，从而减少槽体2的槽底对支撑部3产生的加热影响。

为了进一步减少槽体2的槽底对支撑部3产生的加热影响，连接部4也相对槽体2的槽底间隔设置。

可选地，连接部4呈柱状、台状或者L形等；连接部4可以为实心或者空心。

可选地，连接部4与支撑部3一体成型，进一步地，连接部4、支撑部3和槽体2一体成型。

在本实施例的可选方案中，支撑部3朝向开口形成有用于与衬底接触的支撑点30，使支撑部3与衬底形成类似点接触。具体而言，出于加工工艺的限制或者出于避免划伤衬底等考虑，支撑点30可以不是理想的点状，而是在允许误差内的点状，也就是以某一个理想的点为中心的较小范围内的支撑面。

在本实施例中，支撑部3渐缩并汇聚于支撑点30，从而一方面有利于提高支撑部3的结构强度，另一方面使得具有支撑点30的支撑部3便于成型。

在本实施例中，支撑部3呈回转体形状，回转体形状形成有与槽体2的高度方向平行的回转轴线以及与回转轴线垂直的横截面，回转体的横截面的半径沿回转轴线朝向开口渐小，例如半球形、锥形、半梭形、半椭球形等，回转体形状相较于异型具有更容易加工成型的特点。支撑点30形成于支撑部3的回转轴线的靠近槽体2的开口的端部。

在本实施例中，槽体2内的支撑部3的数量为至少三个，至少三个支撑部3沿槽体2的周向顺次间隔排布，从而通过至少三个支撑部3共同对衬底进行平稳支撑。

在本实施例中，每个槽体2内的支撑部3的数量为3-20个，优选为5-10个。作为示例，支撑部3的数量为5、6、7、8、9或10个。

一方面，每个槽体2内的支撑部3的数量不小于5个，从而避免支撑点30的数量过少、支撑点30间距过大导致衬底由于重力引起衬底的中部发生过度形变，提高降低衬底中部变形的风险，从而确保对于槽体2内的衬底进行均匀加热，进而确保外延片的波长均匀性。

另一方面，每个槽体2内的支撑部3的数量不大于10个，从而避免支撑点30的数量过多、支撑点30间距过小导致衬底由于高温引起衬底的中部发生过度形变，进而确保对于槽体2内的衬底进行均匀加热。

在本实施例中，沿槽体2的轴线方向观察，相邻两个支撑点30以槽体2的轴线为顶点形成分隔角5，分隔角5为18°-120°，优选为30-72°，以确保所有支撑部3对衬底进行支撑的稳定性和均匀性。作为示例，分隔角5可以为30°、36°、40°、45°、60°或72°等。

每个分隔角5分别可以是18°-120°之间的任意角度，而不是限定所有分隔角5必须相等。具体而言，所有分隔角5可以均相等，从而使得所有支撑部3沿槽体2的周向均匀排布；或者，所有分隔角5中的至少两个分隔角5不相等，从而使得所有支撑部3沿槽体2的周向非均匀排布。

其中，所有支撑部3沿槽体2的周向非均匀排布的情况下，所有支撑部3可以以轴对称方式进行排布，对称轴每一侧的分隔角5不完全相等，对称轴两侧的分隔角5关于对称轴一一对应地对称排布。

在本实施例的可选方案中，沿槽体2的径向，支撑点30与槽体2的槽壁形成第一预定间隔6，第一预定间隔6的长度为0.5mm-5mm。作为示例，第一预定间隔6的长度可以为0.5mm、1mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.6mm或5mm等。

从而，一方面为了便于顺畅地将衬底相对槽体2取放，通常槽体2的槽壁与衬底的侧壁之间一般存在间隙，以使衬底与槽体2形成过盈配合，将第一预定间隔6的长度限定为不小于0.5mm，能够避免支撑点30位于衬底的侧壁与槽体2的槽壁之间的间隙，使得支撑点30对应于衬底，从而使支撑部3能够对衬底形成有效支撑。

另一方面外延片的质量问题发生的位置越靠近外延片中心则在后续工序中越难修正，将第一预定间隔6的长度限定为不大于5mm，能够避免支撑点30过于靠近衬底的中心，从而避免出现衬底的中心发生集中加热的情况，确保外延片的中心位置的质量，进而提高外延片的成品率。

在本实施例的可选方案中，沿槽体2的轴向，支撑点30与槽体2的开口边沿之间形成第二预定间隔7，第二预定间隔7的长度为0.09μm-0.11μm。作为示例，第一预定间隔6的长度可以为0.09μm、0.1μm或0.11μm等。

从而，一方面由于衬底一般都有一定的厚度，为了确保衬底能够被放置在槽体2内，需要保证支撑点30相对石墨基座1的顶表面下陷一定距离，将第二预定间隔7限定为不小于0.09μm，能够确保衬底全部放置在槽体2内。

另一方面，将第二预定间隔7限定为不大于0.11μm，能够避免衬底相对石墨基座1的顶表面过度下陷，从而确保槽底至衬底之间的温度梯度更加均匀可控。

在本实施例的可选方案中，支撑部3覆盖有保护层，保护层至少覆盖支撑点30，保护层的材质比石墨基座1的材质致密，以达到保护支撑点30，防止支撑点30磨损，提高支撑部3的使用寿命。

可选地，保护层为SIC镀层；保护层将支撑部3以及槽体2的槽壁全部覆盖。

实施例二

实施例二提供了一种MOCVD设备，该实施例包括实施例一中的石墨基座，实施例一所公开的石墨基座的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的石墨基座的技术特征不再重复描述。

本实施例中的MOCVD设备具有实施例一中的石墨基座的优点，实施例一所公开的所述石墨基座的优点在此不再重复描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种石墨基座，其特征在于，所述石墨基座开设有用于放置衬底的槽体，所述槽体形成有开口；

所述槽体内设置有支撑部，所述支撑部朝向所述开口形成有用于与所述衬底接触的支撑点。

2.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，所述支撑部渐缩并汇聚于所述支撑点。

3.根据权利要求2所述的石墨基座，其特征在于，所述支撑部呈回转体形状，所述回转体形状形成有与所述槽体的高度方向平行的回转轴线以及与所述回转轴线垂直的横截面，所述回转体的横截面的半径沿所述回转轴线朝向所述开口渐小。

4.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，所述槽体内的所述支撑部的数量为至少三个，至少三个所述支撑部沿所述槽体的周向顺次间隔排布。

5.根据权利要求4所述的石墨基座，其特征在于，所述槽体内的所述支撑部的数量为3-20个。

6.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，沿所述槽体的轴线方向观察，相邻两个所述支撑点以所述槽体的轴线为顶点形成分隔角；

所述分隔角为18°-120°。

7.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，所述槽体呈圆柱状；

沿所述槽体的径向，所述支撑点与所述槽体的槽壁形成第一预定间隔，所述第一预定间隔的长度为0.5mm-5mm；

和/或，沿所述槽体的轴向，所述支撑点与所述槽体的开口边沿之间形成第二预定间隔，所述第二预定间隔的长度为0.09μm-0.11μm。

8.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，所述支撑部覆盖有保护层，所述保护层至少覆盖所述支撑点，所述保护层的材质比所述石墨基座的材质致密；

和/或，所述槽体的数量为多个，每个所述槽体内均设置有所述支撑部。

9.根据权利要求1所述的石墨基座，其特征在于，还包括连接部，所述支撑部通过所述连接部与所述槽体的槽底或者槽壁连接；

其中，在所述支撑部通过所述连接部与所述槽底连接的情况下，所述支撑部相对所述槽壁间隔设置；

在所述支撑部通过所述连接部与所述槽壁连接的情况下，所述支撑部相对所述槽体间隔设置。

10.一种MOCVD设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的石墨基座。

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