CN218059196U - 一种石墨载盘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盘及化学气象沉积设备，涉及半导体技术领域，该石墨载盘包括载盘本体，载盘本体的边缘设有放置槽群，石墨载盘还包括凹陷结构和支撑件，放置槽群中的每一放置槽内均设有凹陷结构和支撑件，支撑件位于放置槽的两端面之间，且凹陷结构位于支撑件之下，其中，放置槽用于容纳衬底，以通过支撑件，使衬底与凹陷结构之间形成间隔，凹陷结构包括由靠近载盘本体边缘向放置槽的内部延伸、且深度逐渐递增的第一凹陷部，通过该设置可改善石墨载盘边缘放置槽内衬底的受热均匀性，从而提升外延片的波长均匀性。

Description

一种石墨载盘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，具体为一种石墨载盘及化学气象沉积设备。

背景技术

近年来，以GaN基为半导体材料的半导体器件研究方向已非常成熟，LED发光二极管已形成稳定的产业链，为进一步的降低成本提升产能，LED外延生长使用衬底逐步从2英寸过渡至4英寸、6英寸，大尺寸衬底需保证好的片内均匀性，这对外延生长的温度均匀性要求更高，石墨载盘是衬底与加热器间的热传导媒介，因此，石墨载盘的温度均匀性和稳定性对LED外延产业有至关重要的作用，其中，在石墨载盘上设有用于承载衬底的多个间隔分布的圆槽，每个圆槽内可放置一片外延衬底，并且为了提升产能，通常会在石墨载盘上设置尽可能多的圆槽，这样会使部分圆槽位于石墨载盘边缘区域。

现有生长LED外延片大多使用金属有机化合物气相沉积(MOCVD)的方法，且普遍采用垂直式MOCVD生长外延薄膜，根据说明书附图中图5所示，即MO源和反应气体从腔体上方以垂直于石墨基座表面的方向流下，在LED外延片生长过程中，底部加热器持续供热，承载衬底的石墨基座以高速的旋转速度进行旋转，由于残留的MO源及气体从石墨基座边缘与腔体内壁的缝隙处抽入底部排气口时会带走大量热量，这样会导致石墨载盘边缘区域热量损失更多。

因此，位于石墨载盘边缘区域圆槽内的衬底存在受热不均匀的问题，并且该问题会导致LED外延片的发光波长不均匀。

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盘及化学气象沉积设备，以解决背景技术中位于石墨载盘边缘区域圆槽内的衬底存在受热不均匀的问题，并且该问题会导致LED外延片的发光波长不均匀。

本实用新型的一方面在于提供一种石墨载盘，包括载盘本体，所述载盘本体的边缘设有放置槽群，所述石墨载盘还包括凹陷结构和支撑件；

所述放置槽群中的每一所述放置槽内均设有所述凹陷结构和所述支撑件，所述支撑件位于所述放置槽的两端面之间，且所述凹陷结构位于所述支撑件之下；

其中，所述放置槽用于容纳衬底，以通过所述支撑件，使所述衬底与所述凹陷结构之间形成间隔；

所述凹陷结构包括由靠近所述载盘本体边缘向所述放置槽的内部延伸、且深度逐渐递增的第一凹陷部。

进一步地，所述凹陷结构还包括至少一个第二凹陷部，所述第二凹陷部位于所述第一凹陷部之下。

进一步地，所述第二凹陷部沿所述第一凹陷部的纵向方向延伸，每个所述第二凹陷部的深度自靠近所述第一凹陷部的其中一所述第二凹陷部向所述放置槽的内部逐渐递增。

进一步地，所述第一凹陷部由靠近所述载盘本体的边缘向所述放置槽的内部斜向延伸。

进一步地，所述凹陷结构还包括平直部，所述平直部位于所述第一凹陷部或远离所述第一凹陷部的一第二凹陷部的端部，且其沿所述放置槽的径向水平延伸。

进一步地，所述石墨载盘还包括位于所述载盘本体中部的放置槽群，其中，所述放置槽群内的每一所述放置槽内均设有凹陷结构和支撑件。

进一步地，所述支撑件设有多个，每个所述支撑件周向分布于所述放置槽的内部。

进一步地，所述支撑件的尺寸由靠近所述放置槽的内壁的一端逐渐向所述放置槽的中心递减。

进一步地，所述化学气相沉积设备还包括一反应容器，所述反应容器内设有一反应腔，所述反应容器的底部设有一转轴，且所述转轴伸入所述反应腔内与所述石墨载盘连接，以通过一预设的驱动装置驱动所述转轴以带动所述石墨载盘转动。

进一步地，所述石墨载盘上设有供所述转轴伸入的限位槽，以通过所述限位槽，将所述石墨载盘可拆卸连接于所述转轴上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

在本实用新型中，通过在放置槽内设置凹陷结构，以解决现有技术中位于石墨载盘边缘区域圆槽内的衬底存在受热不均匀的问题，具体来说，凹陷结构包括由靠近载盘本体边缘向放置槽的内部延伸、且深度逐渐递增的第一凹陷部，利用第一凹陷部的设置，可让衬底的不同区域与放置槽底部的石墨间距不一致，具体来说，放置槽靠近载盘本体盘边缘处内，其第一凹陷部的端部与衬底的间距最短，热传导效果更好，可以补偿石墨载盘边缘的热量损失，改善石墨载盘边缘圆槽内衬底的受热均匀性题，提升外延片的波长均匀性。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的石墨载盘及化学气象沉积设备的整体结构示意图；

图2本实用新型第一实施例的石墨载盘中凹陷结构的整体示意图；

图3为本实用新型第二实施例的石墨载盘及化学气象沉积设备的整体结构示意图；

图4为本实用新型第二实施例的石墨载盘中凹陷结构的整体示意图；

图5为现有技术中石墨载盘的整体结构示意图。

图中：1、载盘本体；2、放置槽群；201、放置槽；3、凹陷结构；301、第一凹陷部；302、第二凹陷部；303、平直部；4、支撑件；5、反应腔；6、转轴；7、限位槽；8、衬底。

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至图2，所示为本实用新型中第一实施例中的一种石墨载盘，括载盘本体1，载盘本体1的边缘设有放置槽群2。

其中，为解决现有技术中位于石墨载盘边缘区域圆槽内的衬底8存在受热不均匀的问题，则该石墨载盘还包括凹陷结构3和支撑件4，放置槽群2中的每一放置槽201内均设有凹陷结构3和支撑件4，支撑件4位于放置槽201的两端面之间，且凹陷结构3位于支撑件4之下，且凹陷结构3位于支撑件4之下，其中，放置槽201用于容纳衬底8，以通过支撑件4，使衬底8与凹陷结构3之间形成间隔，凹陷结构3包括由靠近载盘本体1边缘向放置槽201的内部延伸、且深度逐渐递增的第一凹陷部301。

在实际情况中，当衬底8放置于放置槽201内的支撑件4上时，由于第一凹陷部301是由靠近载盘本体1边缘向放置槽201内部延伸、且深度逐渐递增的，则利用第一凹陷部301的设置，可让衬底8的不同区域与放置槽201底部的石墨间距不一致，具体来说，放置槽201靠近载盘本体1盘边缘处，其第一凹陷部301的端部与衬底8的间距最短，热传导效果更好，可以补偿石墨载盘边缘的热量损失，改善石墨载盘边缘放置槽201内衬底8的受热均匀性，提升外延片的波长均匀性。

进一步地，凹陷结构3还包括至少一个第二凹陷部302，第二凹陷部302位于第一凹陷部301之下，第二凹陷部302沿第一凹陷部301的纵向方向延伸，且每个第二凹陷部302的深度自靠近第一凹陷部301的其中一第二凹陷部302向放置槽201的内部逐渐递增，利用第一凹陷部301和第二凹陷部302，以让凹陷结构3呈阶梯状设置，在一些实施例当中，第一凹陷部301和第二凹陷部302的深度均为20μm-100μm，第二凹陷部302的深度比第一凹陷部301的深度深，且二者的长度均为5mm-100mm，通过调整第一凹陷部301和第二凹陷部302的高度差，来实现衬底8不同区域与放置槽201底部石墨的间距，改善整片衬底8的受热均匀。

更进一步地，凹陷结构3还包括平直部303，平直部303位于第一凹陷部301或远离第一凹陷部301的一第二凹陷部302的端部，且其沿放置槽201的径向水平延伸。

其中，为保障对载盘本体1上空间的合理利用，石墨载盘还包括位于载盘本体1中部的放置槽群2，其中，该放置槽群2内的每一放置槽201内均设有凹陷结构3和支撑件4，且支撑件4设有多个，每个支撑件4周向分布于放置槽201的内部，利用多个支撑件4的设置，以保障衬底8位于放置槽201内的稳定性，并且支撑件4的尺寸由靠近放置槽201内壁的一端逐渐向放置槽201的中心递减，示例并非限定，支撑件4的表面可采用三角形结构，利用该形状的设置，既可保障衬底8位于放置槽201内的稳定，并且还可节省石墨载盘的加工成本。

综上，本实用新型第一实施中的一种石墨载盘，相对于传统的石墨载盘，至少具有如下有益效果：

通过在放置槽201内设置凹陷结构3，以解决现有技术中位于石墨载盘边缘区域圆槽内的衬底8存在受热不均匀的问题，具体来说，凹陷结构3包括由靠近载盘本体1边缘向放置槽201的内部延伸、且深度逐渐递增的第一凹陷部301，利用第一凹陷部301的设置，可让衬底8的不同区域与放置槽201底部的石墨间距不一致，具体来说，放置槽201靠近载盘本体1盘边缘处内，其第一凹陷部301的端部与衬底8的间距最短，热传导效果更好，可以补偿石墨载盘边缘的热量损失，改善石墨载盘边缘放置槽201内衬底8的受热均匀性问题，提升外延片的波长均匀性。

实施例二：

请参阅图3至图4，所示为本实用新型中第二实施例中的一种石墨载盘，包括如上述第一实施例当中的石墨载盘。

其中，为了满足多种的实现方式，在一些实施例当中，该第一凹陷部301由靠近载盘本体1的边缘向放置槽201的内部斜向延伸。

在实际情况中，由于边缘处的热量损失从边缘向石墨盘中心的方向是逐渐递减的，示例并非限定，该第一凹陷部301具体设置为斜坡状，可以更有效的补充衬底8靠近石墨盘边缘处热量损失，使衬底8受热均匀。

综上，本新型第二示例中的一种石墨载盘，相对于第一实施例当中的石墨载盘，至少具有如下有益效果：

通过将第一凹陷部301为倾斜设置，可以更有效的补充衬底8靠近石墨盘边缘处热量损失，使衬底8受热均匀。

实施例三：

请参阅图1或图3，所示为本实用新型中第三实施例中的一种化学气象沉积设备，如上述第一实施例当中的石墨载盘。

化学气相沉积设备还包括一反应容器，反应容器内设有一反应腔5，反应容器的底部设有一转轴6，且转轴6伸入反应腔5内与石墨载盘连接，以通过一预设的驱动装置驱动转轴6以带动石墨载盘转动，利用转轴6带动石墨载盘旋转，以保障衬底8的正常生长，其中，反应容器和驱动装置属于本领域常规技术，在此不作特别说明。

进一步地，石墨载盘上设有供转轴6伸入的限位槽7，以通过限位槽7，将石墨载盘可拆卸连接于转轴6上。

综上，本实用新型中第三实施例中的一种化学气象沉积设备，相对于第一实施例当中的石墨载盘，至少具有如下有益效果：

通过将上述第一示例当中的石墨载盘安装于化学气象沉积设备上，及保障位于石墨载盘边缘的衬底8受热均匀。

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)

1.一种石墨载盘，包括载盘本体，所述载盘本体的边缘设有放置槽群，其特征在于，所述石墨载盘还包括凹陷结构和支撑件；

所述放置槽群中的每一所述放置槽内均设有所述凹陷结构和所述支撑件，所述支撑件位于所述放置槽的两端面之间，且所述凹陷结构位于所述支撑件之下；

其中，所述放置槽用于容纳衬底，以通过所述支撑件，使所述衬底与所述凹陷结构之间形成间隔；

所述凹陷结构包括由靠近所述载盘本体边缘向所述放置槽的内部延伸、且深度逐渐递增的第一凹陷部。

2.根据权利要求1所述的石墨载盘，其特征在于：所述凹陷结构还包括至少一个第二凹陷部，所述第二凹陷部位于所述第一凹陷部之下。

3.根据权利要求2所述的石墨载盘，其特征在于：所述第二凹陷部沿所述第一凹陷部的纵向方向延伸，每个所述第二凹陷部的深度自靠近所述第一凹陷部的其中一所述第二凹陷部向所述放置槽的内部逐渐递增。

4.根据权利要求1所述的石墨载盘，其特征在于：所述第一凹陷部由靠近所述载盘本体的边缘向所述放置槽的内部斜向延伸。

5.根据权利要求1-4任一项所述的石墨载盘，其特征在于：所述凹陷结构还包括平直部，所述平直部位于所述第一凹陷部或远离所述第一凹陷部的一第二凹陷部的端部，且其沿所述放置槽的径向水平延伸。

6.根据权利要求5所述的石墨载盘，其特征在于：所述石墨载盘还包括位于所述载盘本体中部的放置槽群，其中，所述放置槽群内的每一所述放置槽内均设有凹陷结构和支撑件。

7.根据权利要求1所述的石墨载盘，其特征在于：所述支撑件设有多个，每个所述支撑件周向分布于所述放置槽的内部。

8.根据权利要求1所述的石墨载盘，其特征在于：所述支撑件的尺寸由靠近所述放置槽的内壁的一端逐渐向所述放置槽的中心递减。

9.一种化学气相沉积设备，包括如权利要求1-8任一项所述的石墨载盘，其特征在于：所述化学气相沉积设备还包括一反应容器，所述反应容器内设有一反应腔，所述反应容器的底部设有一转轴，且所述转轴伸入所述反应腔内与所述石墨载盘连接，以通过一预设的驱动装置驱动所述转轴以带动所述石墨载盘转动。

10.根据权利要求9所述的化学气相沉积设备，其特征在于：所述石墨载盘上设有供所述转轴伸入的限位槽，以通过所述限位槽，将所述石墨载盘可拆卸连接于所述转轴上。

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