CN219137004U - 承载装置以及mocvd设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于金属有机物化学气相沉积设备技术领域，公开了一种承载装置以及MOCVD设备，MOCVD设备包括承载装置，承载装置包括壳体、承载机构、加热机构和吹扫机构；承载机构设置于壳体的开口处，承载机构的一侧设有载片；加热机构设置于壳体内，加热机构的一侧设置于承载机构的另一侧，加热机构用于对载片进行加热；吹扫机构设置于壳体内并位于加热机构的另一侧，吹扫机构的一端连通于外部供气装置，另一端穿设于加热机构并朝向承载机构，吹扫机构能将外部供气装置中的气体吹至载片的局部过热区域。通过上述结构能够实现局部温度的调节，进而提高温场均匀性，获得高质量的晶体。

Description

承载装置以及MOCVD设备

技术领域

本实用新型涉及金属有机物化学气相沉积设备技术领域，尤其涉及一种承载装置以及MOCVD设备。

背景技术

MOCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition)设备，即金属有机物化学气相沉积设备，是一种集计算流体力学、热力传导、系统集成控制、化合物生长等各学科于一体的高科技、新技术高度集中的设备，是半导体产业中的关键性设备。

MOCVD设备工艺要求将载片加热至一定温度来提供反应条件，其中温度的均匀性和准确性直接影响生长出的外延晶体的质量。现成熟的加热方式是将电阻丝(片)置于载片承载盘下，利用电阻丝通电产生的热辐射加热载片承载盘，但电阻丝发热集中，天然存在温场不均匀的缺陷，虽依赖于电阻丝分区、旋转载片承载盘、实时测温及PID控制等手段可以将温差控制在一定范围内。但在需要更高精度的温度均匀性时，尤其是无法使用电阻丝的场合，例如采用感应加热的模式，在趋肤效应的作用下，温场将更不均匀并难以调整。

因此，亟需设计一种承载装置以及MOCVD设备，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种承载装置，能够实现局部温度的调节，进而提高温场均匀性，获得高质量的晶体。

本实用新型的另一个目的在于提供一种MOCVD设备，能够实现局部温度的调节，进而提高温场均匀性，获得高质量的晶体。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

承载装置，包括：

壳体；

承载机构，设置于上述壳体的开口处，上述承载机构的一侧设有载片；

加热机构，设置于上述壳体内，上述加热机构的一侧设置于上述承载机构的另一侧，上述加热机构用于对上述载片进行加热；以及

吹扫机构，设置于上述壳体内并位于上述加热机构的另一侧，上述吹扫机构的一端连通于外部供气装置，另一端穿设于上述加热机构并朝向上述承载机构，上述吹扫机构能将上述外部供气装置中的气体吹至上述载片的局部过热区域。

可选地，上述吹扫机构包括：

气体导入组件，一端连通于上述外部供气装置，上述气体能从上述外部供气装置进入上述气体导入组件中；以及

气体吹出组件，一端连通于上述气体导入组件的另一端，另一端穿设于上述加热机构并朝向上述承载机构，上述气体能从上述气体导入组件进入上述气体吹出组件，并吹向上述载片。

可选地，上述气体导入组件包括：

连接件，上述连接件上设有若干个流道，若干个上述流道与上述载片的若干个局部过热区域一一对应设置；以及

若干个进气管，每个上述流道均设有一个上述进气管，上述进气管连通于上述外部供气装置和对应的上述流道。

可选地，上述气体吹出组件包括若干个出气管路总成，每个上述流道均设有一个上述出气管路总成，上述出气管路总成包括若干个出气管，若干个上述出气管的一端均布连通于上述流道上，另一端穿设于上述加热机构并朝向上述承载机构。

可选地，上述流道设有两个，上述出气管路总成对应设有两个，两个上述流道中的一个对应设置于上述载片的加热区域的内圈，另一个对应设置于上述载片的上述加热区域的外圈。

可选地，上述加热机构包括引入件，上述引入件的一端电连接于供电设备，另一端穿设于上述吹扫机构并设置有加热件，上述加热件用于对上述载片进行加热。

可选地，上述承载装置还包括支撑件，上述支撑件设置于上述吹扫机构和上述加热机构之间。

可选地，上述气体选用惰性气体或工艺气体。

可选地，上述承载装置还包括流量控制阀，上述流量控制阀设置于上述吹扫机构和上述外部供气装置之间的管路上。

MOCVD设备，包括上述任一方案所述的承载装置。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种承载装置以及MOCVD设备，通过在加热机构的一侧设置吹扫机构，且吹扫机构的一端与外部供气装置相连，另一端穿过加热机构朝向承载机构，可以实现将外部供气装置的气体吹至载片的局部过热区域对载片局部过热区域进行降温，进而保证载片的温场的均匀性，获得高质量的晶体。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的承载装置的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的气体导入组件的剖视图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的本实施例中加热后的载片和现有技术中加热后的载片的温度对比图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的加热机构的一种状态下的俯视图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的加热机构的另一种状态下的俯视图。

图中：

10、壳体；20、载片；30、承载机构；

40、加热机构；41、引入件；42、加热件；43、加热区域；

50、吹扫机构；51、气体导入组件；511、连接件；5111、流道；512、进气管；52、气体吹出组件；521、出气管；

60、支撑件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种MOCVD设备，其包括反应腔和承载装置，反应腔内充斥有反应气体，且反应气体再承载装置上进行反应生成晶体。通过使用本实施例中的承载装置，能够实现局部温度的调节，进而提高温场均匀性，获得高质量的晶体。

本实施例还提供了一种承载装置，能够实现上述局部温度的调节，进而提高温场均匀性，获得高质量晶体的效果。

具体而言，参考图1，该承载装置包括壳体10、承载机构30、加热机构40和吹扫机构50。其中，承载机构30设置于壳体10的开口处，承载机构30的一侧设有载片20，载片20用于该MOCVD设备进行反应的平台；加热机构40设置于壳体10内，加热机构40的一侧设置于承载机构30的另一侧，加热机构40用于对载片20进行加热；吹扫机构50设置于壳体10内并位于加热机构40的另一侧，吹扫机构50的一端连通于外部供气装置，另一端穿设于加热机构40并朝向承载机构30，外部供气装置中的气体通过吹扫机构50至承载机构30处并对载片20的局部过热区域进行吹扫，进而能够实现对载片20局部过热区域的温度的冷却和调节，保证了载片20温场的均匀性。

上述结构，通过将吹扫机构50与外部供气装置相连，可以将外部供气装置的气体吹至载片20的局部过热区域并对载片20的局部过热区域进行降温，进而保证载片20的温场的均匀性，获得高质量的晶体。

由于MOCVD设备在进行反应时所需的温度较高，因此，在本实施例中，供气装置内的气体可以为外部环境中的气体，也可以为冷却后的气体，冷却降温效果相同。本实施例选用外部环境中的气体，且气体吹出后流入该MOCVD的反应区域并与该区域内的反应后的尾气共同排出。可选地，上述气体选用惰性气体或工艺气体，避免该气体影响进行MOCVD反应。优选地，上述气体选用氮气。

进一步地，上述承载机构30可以选用单层承载台结构和多层承载台结构，可根据实际需求进行设定，在此不作具体限定。本实施例中，承载机构30为双层承载台结构。

又进一步地，上述载片20的材质可以选择硅、氧化铝蓝宝石或碳化硅等材料，可根据晶体实际的生长工艺的不同进行选择。

在本实施例中，上述吹扫机构50包括气体导入组件51和气体吹出组件52，气体导入组件51的一端连通于外部供气装置，气体吹出组件52的一端连通于气体导入组件51的另一端，另一端穿设于加热机构40并朝向承载机构30，气体能从外部供气装置进入气体导入组件51中，再流入气体吹出组件52并从气体吹出组件52的另一端吹出至载片20的局部过热区域，对其进行降温。

具体地，请参照图1和图2，气体导入组件51包括连接件511和若干个进气管512；连接件511上设有若干个流道5111，若干个流道5111与载片20的若干个局部过热区域一一对应设置；每个流道5111均设有一个进气管512，进气管512连通于外部供气装置和对应的流道5111，即气体可以通过进气管512进入对应的流道5111内，并通过流道5111流至气体吹出组件52吹向载片20，由于流道5111与载片20的局部过热区域对应设置，使得吹出的气体直接与局部过热区域接触，通过一直对其进行吹扫，可以很好地对载片20的局部过热区域进行降温，进而提高载片20温度的均匀性。

进一步地，气体吹出组件52包括若干个出气管路总成，每个流道5111均设有一个出气管路总成，出气管路总成包括若干个出气管521，若干个出气管521的一端均布连通于流道5111上，另一端穿设于加热机构40并朝向承载机构30，即可实现气体吹出组件52对载片20的吹扫。

可选地，出气管521的长度可调，便于对该吹扫机构50的进行冷却的范围和强度进行调节。可以理解的是，出气管521的长度调节可以在设计时根据实际需求和仿真结果进行出气管521长度的设计，在此不作具体限定。

请参照图3，由于载片20一般为圆形结构，其对应的加热机构40和吹扫机构50均为圆形结构，在图3中对载片20的温度沿其半径进行展示，载片20进行加热时，其有两处局部过热区域，一个在载片20的内圈，另一个在载片20的外圈。

因此，如图1和图2所示，本实施例的流道5111设有两个，出气管路总成对应设有两个，两个流道5111中的一个对应设置于载片20的加热区域43的内圈，另一个对应设置于载片20的加热区域43的外圈，可以实现对载片20局部过热区域的降温，进而提高了载片20的温度均匀性。请参照图3，本实施例中的承载装置增加了吹扫机构50后，其对载片20局部过热区域的降温效果较好，可以很好地控制载片20的温度。

进一步地，上述承载装置还包括流量控制阀，流量控制阀设置于吹扫机构50和外部供气装置之间的管路上，流量控制阀的设置可以实现对吹扫机构50吹出气体的流量的控制，进而可以控制该吹扫机构50对载片20局部过热区域的温度的调节，提高温场均匀性，以生长出均匀的晶体材料。

在本实施例中，请继续参照图1，加热机构40包括引入件41和加热件42；引入件41的一端电连接于供电设备，另一端穿设于吹扫机构50并与加热件42连接，供电设备对引入件41提供电，从而可以驱动加热件42进行加热，进而可以实现加热件42对载片20进行加热。可选地，吹扫机构50还设有避让孔，引入件41可以穿设于避让孔中。

可选地，请参照图4和图5，加热件42的加热区域43可选择多区块加热或单区加热，均可实现对载片20的加热。

优选地，加热机构40中对加热件42的控制方式上可选择单组电极控制，也可按加热区域43分成多组电极控制，均可实现对载片20的加热，但多组电机控制可以获得更好的温度均匀性。

进一步可选地，加热件42的加热方式可选择电阻丝加热或感应加热，均可实现对载片20的加热。

可以理解的是对于加热机构40的加热区域43、加热控制方式以及加热方式均为本领域的公知常识，可根据实际需求进行选用，在此不再赘述。

进一步地，该承载装置还包括支撑件60，支撑件60设置于吹扫机构50和加热机构40之间，可以实现吹扫机构50对加热机构40的支撑，避免加热机构40晃动，进而保证加热机构40对载片20加热的均匀性。可选地，支撑件60直接与吹扫机构50一体加工成型，方便制作和安装，且能对加热机构40起到支撑作用。

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人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。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.承载装置，其特征在于，包括：

壳体(10)；

承载机构(30)，设置于所述壳体(10)的开口处，所述承载机构(30)的一侧设有载片(20)；

加热机构(40)，设置于所述壳体(10)内，所述加热机构(40)的一侧设置于所述承载机构(30)的另一侧，所述加热机构(40)用于对所述载片(20)进行加热；以及

吹扫机构(50)，设置于所述壳体(10)内并位于所述加热机构(40)的另一侧，所述吹扫机构(50)的一端连通于外部供气装置，另一端穿设于所述加热机构(40)并朝向所述承载机构(30)，所述吹扫机构(50)能将所述外部供气装置中的气体吹至所述载片(20)的局部过热区域。

2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述吹扫机构(50)包括：

气体导入组件(51)，一端连通于所述外部供气装置，所述气体能从所述外部供气装置进入所述气体导入组件(51)中；以及

气体吹出组件(52)，一端连通于所述气体导入组件(51)的另一端，另一端穿设于所述加热机构(40)并朝向所述承载机构(30)，所述气体能从所述气体导入组件(51)进入所述气体吹出组件(52)，并吹向所述载片(20)。

3.根据权利要求2所述的承载装置，其特征在于，所述气体导入组件(51)包括：

连接件(511)，所述连接件(511)上设有若干个流道(5111)，若干个所述流道(5111)与所述载片(20)的若干个局部过热区域一一对应设置；以及

若干个进气管(512)，每个所述流道(5111)均设有一个所述进气管(512)，所述进气管(512)连通于所述外部供气装置和对应的所述流道(5111)。

4.根据权利要求3所述的承载装置，其特征在于，所述气体吹出组件(52)包括若干个出气管路总成，每个所述流道(5111)均设有一个所述出气管路总成，所述出气管路总成包括若干个出气管(521)，若干个所述出气管(521)的一端均布连通于所述流道(5111)上，另一端穿设于所述加热机构(40)并朝向所述承载机构(30)。

5.根据权利要求4所述的承载装置，其特征在于，所述流道(5111)设有两个，所述出气管路总成对应设有两个，两个所述流道(5111)中的一个对应设置于所述载片(20)的加热区域(43)的内圈，另一个对应设置于所述载片(20)上的所述加热区域(43)的外圈。

6.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述加热机构(40)包括引入件(41)，所述引入件(41)的一端电连接于供电设备，另一端穿设于所述吹扫机构(50)并设置有加热件(42)，所述加热件(42)用于对所述载片(20)进行加热。

7.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述承载装置还包括支撑件(60)，所述支撑件(60)设置于所述吹扫机构(50)和所述加热机构(40)之间。

8.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述气体选用惰性气体或工艺气体。

9.根据权利要求1-8任一项所述的承载装置，其特征在于，所述承载装置还包括流量控制阀，所述流量控制阀设置于所述吹扫机构(50)和所述外部供气装置之间的管路上。

10.MOCVD设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的承载装置。

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