CN215757604U - 石墨盘 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种石墨盘，以解决现有技术中利用石墨盘进行材料外延生长时所得到的外延片的性能均一性差的问题。石墨盘包括石墨盘本体，石墨盘本体包括承载凹槽，承载凹槽的至少部分内壁被隔热涂层覆盖。

Description

石墨盘
技术领域
本实用新型涉及半导体材料生长技术领域，具体涉及一种石墨盘。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种固态半导体二极管发光器件，被广泛用于指示灯、显示屏等照明领域。现阶段制取LED晶圆片的方法主要是通过金属有机化合物气相沉积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)实现，可以简述其流程如下：将衬底放入石墨盘的凹槽上，将载有衬底的石墨盘放入MOCVD反应室内，通过将反应室温度加热到预设温度，并配合通入有机金属化合物和五族气体，使它们在衬底上断开化学键并重新聚合形成LED外延层。
然而，根据上述过程得到的外延片的性能均一性较差，例如LED波长不均匀、二维电子气不均匀等。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例致力于提供一种石墨盘，以解决现有技术中利用石墨盘进行材料外延生长时所得到的外延片的性能均一性差的问题。
本实用新型提供了一种石墨盘，包括石墨盘本体，石墨盘本体包括承载凹槽，承载凹槽的至少部分内壁被隔热涂层覆盖。通过在承载凹槽的预定位置，例如温度高的位置，设置隔热涂层，以减小承载凹槽内壁上不同位置的温度差，从而确保衬底均匀受热。
在一个实施例中，承载凹槽的底壁的中央区域被隔热涂层覆盖。经发明人研究发现，承载凹槽的中央区域的温度高于其他区域，因此，通过在中央区域设置隔热涂层，可以更有针对性地平衡承载凹槽的内壁各处温度。
在一个实施例中，底壁包括凹槽，隔热涂层填充凹槽，隔热涂层的表面和底壁平齐。这样，相比于直接在承载凹槽的底壁表面形成隔热涂层而言，可以确保承载凹槽的支撑面为平面，从而起到更好的支撑效果。
在一个实施例中，承载凹槽的底壁为平面，底壁的中央区域包括彼此间隔的多个支撑区，每个支撑区被隔热涂层覆盖。这样，可以借助隔热涂层的厚度，在承载凹槽的底壁上形成支撑架结构，该支撑架结构可以将放置在承载凹槽内的衬底架空，从而避免承载凹槽的中央区域造成衬底的相应局部区域温度过高。
在一个实施例中，每个支撑区上设置有凸起，隔热涂层覆盖凸起。通过设置带有隔热涂层的凸起，可以在承载凹槽的底壁上形成支撑架结构，该支撑架结构可以将放置在承载凹槽内的衬底架空，从而避免承载凹槽的中央区域造成衬底的相应局部区域温度过高。
在一个实施例中，多个支撑区环形排布。这样，可以确保多个隔热涂层形成稳定的支撑架结构，以提供稳定的支撑作用。
在一个实施例中，承载凹槽的至少部分侧壁被隔热涂层覆盖。
在一个实施例中，承载凹槽的远离石墨盘本体的中心的部分侧壁被隔热涂层覆盖。由于，在石墨盘旋转过程中，位于承载凹槽内的衬底受到离心力作用，使得衬底远离石墨盘本体的中心的边缘区域始终和承载凹槽的内壁接触，容易导致接触位置的温度高于衬底侧壁的其他位置。因此，通过在侧壁上设置隔热涂层，可以进一步平衡衬底受热，从而提高外延片的性能均一性。
在一个实施例中，隔热涂层的厚度为0.1～100微米。
在一个实施例中，隔热涂层的材料包括氧化铝、氧化硅和氮化硅中的任一种。
根据本实用新型提供的石墨盘，通过在承载凹槽的预定位置，例如温度高的位置，设置隔热涂层，以减小承载凹槽内壁上不同位置的温度差，从而确保衬底均匀受热。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例提供的石墨盘的结构示意图。
图2为图1所示石墨盘的截面示意图。
图3为本实用新型第二实施例提供的石墨盘的截面示意图。
图4为本实用新型第三实施例提供的石墨盘的结构示意图。
图5为图4所示石墨盘沿A1A2线的截面结构示意图。
图6为本实用新型第四实施例提供的石墨盘的截面示意图。
图7为本实用新型第五实施例提供的石墨盘的截面示意图。
具体实施方式
如背景技术所述，现有技术中利用石墨盘进行外延生长时所得到的外延片的性能均一性较差。发明人研究发现，造成外延片性能均一性差的原因至少包括：在外延生长过程中，加热丝直接对石墨盘加热，石墨盘各处的温度分布不均匀，进而导致与石墨盘接触的衬底受热不均匀。衬底上温度过高的区域容易发生塑性形变。正是由于衬底中的塑性形变，使得外延生长得到的外延片的性能不均匀。
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种石墨盘，通过承载凹槽的预定位置，例如温度高的位置，设置隔热涂层，以减小承载凹槽内壁的不同位置的温度差，从而确保衬底均匀受热。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
图1为本实用新型第一实施例提供的石墨盘的结构示意图。图2为图1所示石墨盘的截面示意图。结合图1和图2所示，石墨盘10包括石墨盘本体11，石墨盘本体11包括承载凹槽110，承载凹槽110的至少部分内壁被隔热涂层12覆盖。
承载凹槽110用于承载衬底，衬底经过半导体材料生长后，得到半导体外延片。承载凹槽110的形状可以根据实际需要合理设置。在一个实施例中，承载凹槽110为圆形凹槽。由于衬底通常为圆盘状，因此将承载凹槽110实施为圆形，可以使得承载凹槽110的形状和衬底的形状相适应。与此同时，虽然图1和图2所示的石墨盘本体11上仅设置有一个承载凹槽110，但石墨盘本体11上的承载凹槽110的数量并不以此为限，承载凹槽110的数量可以根据实际需要合理设置。当石墨盘本体11上设置有多个承载凹槽110时，在一个实施例中，多个承载凹槽110以石墨盘本体11的圆心为中心逐层环形排布。
隔热涂层12的材料可以选择导热系数低于石墨的任意材料。在一个实施例中，隔热涂层12的材料包括氧化铝、氧化硅和氮化硅中的任一种。隔热涂层12的厚度可以根据实际需要合理设置。在一个实施例中，隔热涂层的厚度为0.1～100微米。在一个实施例中，承载凹槽110的内壁上的不同区域的隔热涂层12的厚度不同。由于隔热涂层12的厚度可以控制相应位置的温度，通过设置承载凹槽110的内壁上的不同区域的隔热涂层12的厚度不同，可以更好地平衡承载凹槽110内壁上各处的温度，从而更好地确保衬底均匀受热。
根据本实施例提供的石墨盘10，通过在承载凹槽110的至少部分内壁，例如承载凹槽110的内壁上温度高的区域，设置隔热涂层12，可以减小石墨盘不同位置的温度差，以平衡承载凹槽110内壁上各处的温度，从而确保衬底均匀受热。
在一个实施例中，如图2所示，承载凹槽110的底壁的中央区域被隔热涂层12覆盖。中央区域是指与承载凹槽110共圆心的圆形区域，本实施例对中央区域的面积不作限制。在一个实施例中，在沿中央区域的圆心指向边缘的方向上，隔热涂层12的厚度递减。
经发明人研究发现，承载凹槽110的中央区域的温度高于其他区域，并且在沿中央区域的圆心指向边缘的方向上温度递减。因此，通过在中央区域设置隔热涂层12，以及设置隔热涂层12的厚度在由圆心指向边缘的方向上递减，可以更有针对性地平衡承载凹槽110的内壁各处温度。
图3为本实用新型第二实施例提供的石墨盘的截面示意图。如图3所示，石墨盘20的承载凹槽210的底壁包括凹槽211，隔热涂层12填充凹槽211，隔热涂层12的表面和底壁平齐。这样，相比于图1、图2所示的石墨盘10那样直接在底壁表面形成隔热涂层12而言，可以确保承载凹槽210的支撑面为平面，从而起到更好的支撑效果。
凹槽211可以形成于承载凹槽210的底壁的任意位置。例如，凹槽211位于承载凹槽210的底壁的中央区域。这种情况下，在一个实施例中，在沿中央区域的圆心指向边缘的方向上，凹槽211的深度递减，相应地，隔热涂层12的厚度递减。
图4为本实用新型第三实施例提供的石墨盘的结构示意图。图5为图4所示石墨盘沿A1A2线的截面结构示意图。结合图4和图5所示，承载凹槽310的底壁为平面，底壁的中央区域包括彼此间隔的多个支撑区，每个支撑区被隔热涂层32覆盖。
具体而言，在承载凹槽310的底壁上选定彼此间隔的多个区域，在每个区域上形成隔热涂层32。这样，借助隔热涂层32的厚度，在承载凹槽310的底壁上形成支撑架结构，该支撑架结构可以将放置在承载凹槽310内的衬底架空，从而避免承载凹槽310的中央区域造成衬底的相应局部区域温度过高。
多个支撑区的形状相同或不同。每个支撑区的形状选自圆形、三角形、矩形、多边形中的任一种。相应地，多个隔热涂层32的形状相同或不同。每个隔热涂层32的形状选自为圆柱、圆台、锥形、立方体、多面体中的任一种。在一个实施例中，如图4所示，多个支撑区环形排布。这样，可以确保多个隔热涂层32形成稳定的支撑架结构，以提供稳定的支撑作用。
图6为本实用新型第四实施例提供的石墨盘的截面示意图。如图6所示，承载凹槽410的底壁为平面，底壁的中央区域包括彼此间隔的多个支撑区，每个支撑区上设置有凸起43，隔热涂层42覆盖凸起43。
具体而言，在承载凹槽410的底壁上选定彼此间隔的多个区域，每个区域上设置有凸起43，每个凸起43上形成隔热涂层32，隔热涂层32可以仅设置在凸起43表面，也可以包覆整个凸起43。通过设置带有隔热涂层32的凸起43，可以在承载凹槽410的底壁上形成支撑架结构，该支撑架结构可以将放置在承载凹槽310内的衬底架空，从而避免承载凹槽310的中央区域造成衬底的相应局部区域温度过高。
在一个实施例中，多个支撑区上的多个凸起43的高度不等，相应地，多个凸起43上的隔热涂层42的厚度不等。多个支撑区上的凸起43的高度和隔热涂层42的厚度之和相等。
图7为本实用新型第五实施例提供的石墨盘的截面示意图。如图7所示，石墨盘50和上述任一实施例提供的石墨盘50的区别在于，承载凹槽510的至少部分侧壁也被隔热涂层52覆盖。
在一个实施例中，承载凹槽510的远离石墨盘本体51的中心的部分侧壁被隔热涂层52覆盖。在石墨盘50旋转过程中，位于承载凹槽510内的衬底受到离心力作用，使得衬底远离石墨盘本体51的中心的边缘区域始终和承载凹槽510的内壁接触，容易导致接触位置的温度高于衬底侧壁的其他位置。因此，通过在侧壁上设置隔热涂层52，可以进一步平衡衬底受热，从而提高外延片的性能均一性。
承载凹槽510侧壁上的隔热涂层52各处的厚度可以相等，也可以不等。在一个实施例中，承载凹槽510侧壁上的隔热涂层52的厚度沿周向先增大后减小。这样，可以通过合理设置隔热涂层52在承载凹槽510侧壁上的位置，例如将隔热涂层52设置在石墨盘本体51的中心点O1和承载凹槽510的中心点O2的连线的延长线上，使得衬底与隔热涂层52厚度最大的区域接触。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石墨盘，其特征在于，包括石墨盘本体，所述石墨盘本体包括承载凹槽，所述承载凹槽的至少部分内壁被隔热涂层覆盖；
其中，所述承载凹槽的底壁的中央区域被所述隔热涂层覆盖。
2.根据权利要求1所述的石墨盘，其特征在于，所述底壁包括凹槽，所述隔热涂层填充所述凹槽，所述隔热涂层的表面和所述底壁平齐。
3.根据权利要求1所述的石墨盘，其特征在于，所述承载凹槽的底壁为平面，所述底壁的中央区域包括彼此间隔的多个支撑区，每个所述支撑区被所述隔热涂层覆盖。
4.根据权利要求3所述的石墨盘，其特征在于，每个所述支撑区上设置有凸起，所述隔热涂层覆盖所述凸起。
5.根据权利要求3或4所述的石墨盘，其特征在于，所述多个支撑区环形排布。
6.根据权利要求1所述的石墨盘，其特征在于，所述承载凹槽的至少部分侧壁被所述隔热涂层覆盖。
7.根据权利要求6所述的石墨盘，其特征在于，所述承载凹槽的远离所述石墨盘本体的中心的部分侧壁被所述隔热涂层覆盖。
8.根据权利要求1-4、6和7中任一项所述的石墨盘，其特征在于，所述隔热涂层的厚度为0.1～100微米。
9.根据权利要求1-4、6和7中任一项所述的石墨盘，其特征在于，所述隔热涂层的材料包括氧化铝、氧化硅和氮化硅中的任一种。
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