CN217628728U - 一种石墨载具及化学气象沉积设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨载具及化学气象沉积设备，包括载盘主体，载盘主体上开设的至少一口袋，口袋用于容置衬底，口袋上开设有容置槽，衬底容置于容置槽内，口袋的内壁开设有环形凹槽，容置槽内设有对衬底进行支撑的支撑块，以使衬底与口袋之间形成反应槽，环形凹槽内设有用于对衬底边缘进行围护的挡块，通过口袋内的支撑块以及环形凹槽和其内侧设置的挡块，可将衬底与口袋内壁进行隔开形成对应的反应空间，使得受热方式通过空气介质传递至衬底表面，而空气的导热效果明显低于石墨载具，从而降低了衬底边缘的温度，解决了目前外延片边缘区域的波长偏短以及外延片波长分布不均匀的问题。

Description

一种石墨载具及化学气象沉积设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体为一种石墨载具及化学气象沉积设备。

背景技术

金属有机化学气相沉积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，以下简称MOCVD)设备中使用的石墨盘是目前外延生长最重要的配件之一。

使用MOCVD生长LED外延片时，通常是将衬底放置在石墨载具的圆形凹槽内。外延生长时，加热丝通过给石墨载具加热，石墨载具再将热量传输给衬底，以达到沉积所需的温度。

目前由于石墨载具的导热性能明显优于空气，且外延片和圆形凹槽接近区域的温度高于外延片其它区域，进而导致外延片边缘区域的波长偏短以及外延片波长分布不均匀。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种石墨载具及化学气象沉积设备，以解决背景技术中提出外延片和圆形凹槽接近区域的温度高于外延片其它区域，进而导致外延片边缘区域的波长偏短及外延片波长分布不均匀问题。

本实用新型的一方面在于提供一种石墨载具，包括载盘主体，所述载盘主体上开设的至少一口袋，所述口袋用于容置衬底，所述口袋上开设有容置槽，所述衬底容置于所述容置槽内，所述口袋的内壁开设有环形凹槽，所述容置槽内设有对所述衬底进行支撑的支撑块，以使所述衬底与所述口袋之间形成反应槽，所述环形凹槽内设有用于对所述衬底边缘进行围护的挡块。

上述，操作人员可将生长前的衬底依次铺设至口袋内开设的容置槽内，并通过容置槽内设置的支撑块对衬底进行支撑，同时使得衬底与口袋底部之间相对形成反应槽，并使得衬底边缘与口袋内开设的环形凹槽位于同一水平处，并通过环形凹槽使得将衬底边缘空置处所需的反应的边缘空间，并通过设置在环形凹槽内的挡块进行隔开，避免衬底后续处理过程中边缘与口袋内壁直接接触，并将衬底原有的受热方式由现有的直接接触式变为通过口袋内的空气传导方式沿反应槽传递至衬底表面，而空气的导热效果明显低于石墨载具，从而降低了衬底边缘的温度，解决了目前由于石墨载具的导热性能明显优于空气，且外延片和环形凹槽接近区域的温度高于外延片其它区域，进而导致外延片边缘区域的波长偏短以及外延片波长分布不均匀的问题。

另外，根据本实用新型提出的软磁材料装拆治具，还可以具有如下的附加技术特征：

进一步的，所述支撑块设置成多个，且沿所述容置槽的底部周向设置。

进一步的，所述挡块设置成多个，沿所述环形凹槽周向设置。

进一步的，所述衬底与所述容置槽之间留设有引导空气流通的间隙。

进一步的，所述支撑块垂直于所述反应槽的平面投影为指向所述反应槽圆心的三角形。

进一步的，所述环形凹槽与所述口袋围合处相对设置有所述环形凹槽的最大深度与最小深度。

进一步的，所述环形凹槽内深度设置为，沿远离所述最大深度的位置逐渐减少至所述最小深度或沿远离所述最小深度的位置逐渐增大至所述最大深度。

进一步的，所述挡块的外形随所述环形凹槽内所述最大深度至所述最小深度对应调整。

进一步的，所述反应槽的底面为平面、凹面或凸面中的任意一种。

此外，本实用新型还提出一种化学气相沉积设备，包括所述石墨载具。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中提出的石墨载具整体结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例中提出的石墨载具的平面结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例中提出的石墨载具平面结构示意图的A-A截面图；

图4为本实用新型第一实施例中提出的石墨载具平面结构示意图的B-B截面图。

主要元件符号说明：

载盘主体	1	环形凹槽	3
				口袋	2	支撑块	4
容置槽	21	挡块	5
				反应槽	22	衬底	6

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参阅图1至4，所示为本实用新型第一实施例中的石墨载具，该石墨载具包括载盘主体1，载盘主体1上开设的至少一口袋2，口袋2用于容置衬底6，口袋2上开设有容置槽21，衬底6容置于容置槽21内，且口袋2为圆形凹槽式设计，圆形凹槽也通常叫口袋或Pocket。

其中，为解决现有技术中提出位于口袋2内的衬底6由于边缘生长的外延片存在受热不均问题，根据口袋2内结构设计，具体的，口袋2的内壁开设有环形凹槽3，容置槽21内设有对衬底6进行支撑的支撑块4，以使衬底6与口袋2之间形成反应槽22，环形凹槽3内设有用于对衬底6边缘进行围护的挡块5。

其中，支撑块4及挡块5均采用SiC，需要说明的，支撑块4设置在反应槽22内侧底部，并沿反应槽22内壁周向分布，其中，反应槽22底面可以是平面、凹面或凸面，主要用于配合支撑块4起到支起反应槽22反应空间的目的，增大空间空气流通量，达到减少衬底6与口袋2内壁接触面积的目的，并将衬底6边缘的受热方式由直接接触式变为通过口袋2内的空气传导方式沿反应槽22传递至衬底6表面，而空气的导热效果明显低于石墨载具，从而降低了衬底6边缘的温度。

更具体的，支撑块4设置成多个，且沿容置槽21的底部周向设置，挡块5设置成多个，且沿环形凹槽3周向设置，衬底6与容置槽21之间留设有引导空气流通的间隙，支撑块4垂直于反应槽22的平面投影为指向反应槽22圆心的三角形，环形凹槽3与口袋2围合处相对设置有环形凹槽3的最大深度与最小深度，环形凹槽3内深度设置为，沿远离最大深度的位置逐渐减少至最小深度或沿远离最小深度的位置逐渐增大至最大深度，挡块5的外形随环形凹槽3内最大深度至最小深度对应调整且适配，反应槽22的底面为平面、凹面或凸面中的任意一种；

需要说明的是，环形凹槽3与反应槽22围合形成的环形凹槽3深度不一致，随上述深度变化区间深度区间在0.2mm～1.5mm之间，且深度L的最大值所在位置与载盘主体1中心方向顺时针呈范围在150°～210°之间夹角，主要考虑到，由于衬底6在生长过程中载盘主体1处于高速旋转的状态，由于离心力的存在，导致衬底6会朝远离载盘主体1中心位置的方向偏移，而设置的环形凹槽3的深度沿石墨载具中心方向逐渐减少并通过环形凹槽3内配设的挡块5，能够均衡位于载盘主体1上各口袋2中的离心力，同时通过挡块5，在确保衬底6边缘不与反应槽22直接接触的同时起到对衬底6边缘支护的目的，保证衬底6上生长外延片的均匀，且一端程度改善衬底6上生长外延片的离心力方向的边缘波长偏短的问题。

其中，在一些可选实施例当中，支撑块4还可以是围绕容置槽21的底部设置的环形支撑块，挡块5还可以是围绕所述环形凹槽3内壁设置的环形挡块。

另外，在一些可选实施例当中，口袋2的圆心位于载盘主体1上至少两个同心圆结构上，且同一同心圆上的口袋2之间的间距相等，且口袋2的直径在100mm～105mm之间，与此同时设置在口袋2中外围部分的环形凹槽3直径在102mm～110mm之间，环形凹槽3的高度在0.2mm～1mm之间，且环形凹槽3的高度区间可以是挡块5的高度区间，且设置在口袋2底部的支撑块4的高度在0.1mm～0.5mm之间，其宽度在0.2mm～1mm之间。

综上，在具体实施时，操作人员可将生长前的衬底依次铺设至口袋内开设的容置槽内，并通过容置槽内设置的支撑块对衬底进行支撑，同时使得衬底与口袋底部之间相对形成反应槽，并使得衬底边缘与口袋内开设的环形凹槽位于同一水平处，并通过环形凹槽使得将衬底边缘空置处所需的反应的边缘空间，并通过设置在环形凹槽内的挡块进行隔开，避免衬底后续处理过程中边缘与口袋内壁直接接触，并将衬底原有的受热方式由现有的直接接触式变为通过口袋内的空气传导方式沿反应槽传递至衬底表面，而空气的导热效果明显低于石墨载具，从而降低了衬底边缘的温度，解决了目前由于石墨载具的导热性能明显优于空气，且外延片和环形凹槽接近区域的温度高于外延片其它区域，进而导致外延片边缘区域的波长偏短以及外延片波长分布不均匀的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种石墨载具，其特征在于，包括载盘主体，所述载盘主体上开设的至少一口袋，所述口袋用于容置衬底，所述口袋上开设有容置槽，所述衬底容置于所述容置槽内，所述口袋的内壁开设有环形凹槽，所述容置槽内设有对所述衬底进行支撑的支撑块，以使所述衬底与所述口袋之间形成反应槽，所述环形凹槽内设有用于对所述衬底边缘进行围护的挡块。

2.根据权利要求1所述的石墨载具，其特征在于，所述支撑块设置成多个，且沿所述容置槽的底部周向设置。

3.根据权利要求1所述的石墨载具，其特征在于，所述挡块设置成多个，沿所述环形凹槽周向设置。

4.根据权利要求1所述的石墨载具，其特征在于，所述衬底与所述容置槽之间留设有引导空气流通的间隙。

5.根据权利要求1所述的石墨载具，其特征在于，所述支撑块垂直于所述反应槽的平面投影为指向所述反应槽圆心的三角形。

6.根据权利要求1所述的石墨载具，其特征在于，所述环形凹槽与所述口袋围合处相对设置有所述环形凹槽的最大深度与最小深度。

7.根据权利要求6所述的石墨载具，其特征在于，所述环形凹槽内深度设置为，沿远离所述最大深度的位置逐渐减少至所述最小深度或沿远离所述最小深度的位置逐渐增大至所述最大深度。

8.根据权利要求6所述的石墨载具，其特征在于，所述挡块的外形随所述环形凹槽内所述最大深度至所述最小深度对应调整。

9.根据权利要求1所述石墨载具，其特征在于，所述反应槽的底面为平面、凹面或凸面中的任意一种。

10.一种化学气相沉积设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项的所述石墨载具。

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