TW201335414A - 石墨盤、具有上述石墨盤的反應腔室和對基底的加熱方法 - Google Patents

Abstract

一種化學氣相沈積工藝的石墨盤、反應腔室和對基底的加熱方法，其中所述石墨盤具有凹槽，所述凹槽所在的位置具有與之對應的支撐架，所述支撐架用於將基底懸置，使得基底與石墨盤不接觸。本發明通過將基底懸置，使得石墨盤對基底的加熱以熱輻射為主，從而改善了對基底尤其是發生了翹曲變形的基底的加熱的均勻性，改善了化學氣相沈積工藝的均勻性。

Description

石墨盤、具有上述石墨盤的反應腔室和對基底的加熱方法

本發明涉及化學氣相沈積(CVD)技術領域，特別涉及化學氣相沈積設備的石墨盤、反應腔室和對基底的加熱方法。

MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)是在氣相磊晶生長(VPE)的基礎上發展起來的一種化學氣相沈積工藝。它以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有機化合物和V、Ⅵ族元素的氫化物等作為晶體生長的源材料，以熱分解反應方式在石墨盤上進行沈積工藝，生長各種Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。

下面對現有的化學氣相沈積工藝的原理進行說明。具體地，以MOCVD為例，請參考第1圖所示的現有的化學氣相沈積工藝設備的結構示意圖。

手套箱(glove box)10內形成有相對設置的噴淋頭11和石墨盤12。所述噴淋頭11內可以設置多個小孔，所述噴淋頭11用於提供反應氣體。所述石墨盤12內具有多個凹槽，每個凹槽內對應放置一片基底121，所述基底121的材質通常為價格昂貴的藍寶石。所述石墨盤12的下方還形成有加熱單元13，所述加熱單元13對石墨盤12進行加熱，石墨盤12受熱升溫，能夠以熱輻射和熱傳導方式對基底121進行加熱。由於基底121放置在石墨盤12中，兩者接觸，因此石墨盤12對基底121的加熱以熱傳導為主。

在進行MOCVD工藝時，反應氣體自噴淋頭11的小孔進入石墨盤12上方的反應區域(靠近基底121的表面的位置)，所述基底121由於加熱單元13的熱傳導加熱而具有一定的溫度，從而該溫度使得反應氣體之間進行化學反應，從而在基底121表面沈積磊晶材料層。

在實際中發現，現有的化學氣相沈積工藝的均勻性不高，磊晶晶片的良率偏低。

本發明解決的問題是提供了一種石墨盤、含有上述石墨盤的反應腔室和對基底的加熱方法，提高了對基底(尤其是發生了變形的基底)的加熱的均勻性，改善了化學氣相沈積工藝的均勻性，提高了磊晶晶片的良率。

為了解決上述問題，本發明提供一種化學氣相沈積工藝的石墨盤，具有凹槽，所述凹槽所在的位置具有與之對應的支撐架，所述支撐架用於將基底懸置，使得基底與石墨盤不接觸。

可選地，所述支撐架的形狀為環形，所述支撐架環繞所述凹槽的底部一周，所述支撐架位於基底的下方。

可選地，所述凹槽的側壁與底部構成V型。

可選地，所述支撐架與其中放置的基底的厚度之和等於所述凹槽的深度。

可選地，所述支撐架懸掛於所述凹槽兩側的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定於所述凹槽的兩側的石墨盤上，所述支撐架的底部用於放置基底。

可選地，所述支撐架的形狀為Z型或階梯型。

可選地，所述支撐架的正面、基底的正面與石墨盤的正面齊平。

可選地，所述石墨盤中具有孔洞，位於基底的邊緣對應的石墨盤中，所述孔洞用於減小石墨盤對基底的邊緣的熱輻射。

可選地，所述支撐架的材質為透明材質或絕熱材質。

可選地，所述透明材質為石英、藍寶石中的一種或其混合。

可選地，所述絕熱材質為陶瓷、氧化鋯或兩者的混合。

可選地，所述支撐架的與基底接觸的表面上形成有多個孔隙，用於減小所述支撐架與基底的接觸面積。

可選地，所述支撐架的用於放置基底的部分為雙環形結構或多個支撐柱。

可選地，所述凹槽的深度範圍為300微米~2毫米，所述支 撐架的高度範圍為290微米~1.7毫米。

本發明還提供一種化學氣相沈積工藝過程中對基底的加熱方法，利用與凹槽對應的支撐架，將所述基底懸置，使得所述基底與石墨盤不接觸，利用石墨盤的熱輻射對所述基底進行加熱。

相應地，本發明還提供一種化學氣相沈積設備的反應腔室，包括所述的石墨盤。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：本發明實施例提供的石墨盤的凹槽具有與之對應的支撐架，利用該支撐架將基底懸置，使得基底與石墨盤不接觸，在進行化學氣相沈積工藝時，石墨盤作為基底的熱源(石墨盤在加熱單元的加熱下升溫，能夠以熱輻射和熱傳導方式提供熱量)，由於基底與石墨盤不接觸，因此利用本發明所述的石墨盤能夠實現對基底的加熱以熱輻射方式為主，而現有技術將基底直接放置在石墨盤的凹槽中(即基底與石墨盤直接接觸)，因此現有技術對基底的加熱以熱傳導為主，當基底發生翹曲變形時，現有技術容易造成基底的各點受熱不均勻，導致基底上形成的磊晶材料層不均勻，由於本發明利用熱輻射方式加熱，消除了現有技術利用熱傳導加熱給基底上各點的加熱的不均勻造成的影響，提高了對基底加熱的均勻性，相應改善了化學氣相沈積工藝的均勻性和基底上形成的磊晶材料層的均勻性；進一步優化地，所述支撐架的正面、基底的正面與石墨盤的正面齊平，可以避免基底兩側的石墨盤和支撐架影響基底的正面的氣流的分佈，進一步改善基底正面的氣流分佈的均勻性；進一步優化地，所述石墨盤中具有孔洞，位於與所述基底的邊緣對應的石墨盤中，所述孔洞用於減小石墨盤對基底的邊緣的熱輻射，使得基底的邊緣與基底的中部受到的熱輻射基本相同，從而進一步提高基底受熱的均勻性；進一步優化地，所述支撐架的與基底接觸的表面上形成有多個孔隙，用於減小所述支撐架與基底的接觸面積，減少了來自石墨盤的熱傳導，進一步改善了基底受熱的均勻性；進一步優化地，所述支撐架懸掛於所述凹槽兩側的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定於所述凹槽的兩側的石墨盤上，所述支撐架的 底部用於放置基底，所述支撐架的形狀為Z型圓環，當基底需要隨著石墨盤一起轉動的時候，有利於保證基底在石墨盤中的位置相對穩定。

10‧‧‧手套箱

11‧‧‧噴淋頭

12‧‧‧石墨盤

13‧‧‧加熱單元

20‧‧‧石墨盤

21‧‧‧支撐架

22‧‧‧基底

121‧‧‧基底

211‧‧‧外環

212‧‧‧內環

213‧‧‧連接橋

第1圖系現有技術的MOCVD裝置之結構示意圖。

第2圖系翹曲變形的藍寶石襯底與石墨盤之結構示意圖。

第3圖系翹曲變形的矽片與石墨盤之結構示意圖。

第4圖系本發明第一實施例的石墨盤之結構示意圖。

第5圖系第4圖所示的石墨盤之俯視結構示意圖。

第6圖系本發明第二實施例的石墨盤之結構示意圖。

第7圖系本發明第三實施例的石墨盤之結構示意圖。

第8圖系本發明第四實施例的石墨盤之結構示意圖。

第9圖系本發明第五實施例的石墨盤之結構示意圖。

第10圖系本發明第六實施例的石墨盤之結構示意圖。

第11圖系第9圖中的支撐架之底部結構示意圖。

第12圖系本發明第七實施例的石墨盤之結構示意圖。

第13圖系本發明第八實施例的石墨盤之結構示意圖。

第14圖系本發明第九實施例的石墨盤之結構示意圖。

第15圖系翹曲變形的矽片溫度分佈曲線。

現有技術的化學氣相沈積工藝的均勻性不高，磊晶晶片的良率偏低。經過發明人研究發現，系由於基底受熱不均勻(基底的各點有溫差)導致化學氣相沈積工藝後在基底上形成的磊晶材料層不均勻。造成基底受熱不均勻的原因之一就是，基底在化學氣相沈積工藝過程中由於應力發生了翹曲變形。通常基底放置於石墨盤中，兩者接觸，石墨盤能夠以 熱傳導和熱輻射兩種方式對基底進行加熱。當基底翹曲變形後，基底原本應與石墨盤接觸的各點與石墨盤之間的距離不同，使得基底受熱不均勻。並且發明人還發現，基於不同的材質，基底在應力的作用下發生的翹曲變形的趨勢不同。雖然不同材質的基底發生翹曲變形的趨勢不同，但是均會造成基底受熱不均勻。

具體地，請參考第2圖所示的翹曲變形的藍寶石襯底與石墨盤的結構示意圖。石墨盤12內具有凹槽，石墨盤12的正面朝向噴淋頭(未圖示)，石墨盤12的凹槽內放置有基底121，所述基底121的正面朝向噴淋頭。所述基底121的材質為藍寶石，由於應力作用，基底121的背面(與正面相對的表面)原本位於同一平面的三點A點、B點、C點形成了圓弧狀(圓弧的開口向上)，而整個基底121在凹槽內呈碗口向上的碗狀。由於A點和C點與石墨盤12直接接觸，因此A點和C點可以以熱輻射和熱傳導兩種方式接受來自石墨盤12的熱量，並且可以把部分熱量逐漸向B點傳遞，而B點懸置於石墨盤12上方，只能以熱輻射方式接受來自石墨盤12的熱量，這使得基底121的各點受熱不均勻，基底121的溫度自邊緣向中心降低。

對於材質為矽的基底，其翹曲變形與藍寶石襯底相反。請參考第3圖所示的翹曲變形的矽片與石墨盤的結構示意圖，與第2圖相同的結構採用相同的標號表示。基底121正面向上放置於石墨盤12內，其材質為矽，由於應力作用，所述基底121的背面原本位於同一平面的三點A點、B點和C點形成了圓弧狀(圓弧的開口向下)，但是該圓弧的開口方向與藍寶石襯底的背面的圓弧的開口方向相反，整個基底121呈碗口向下(倒扣)的碗狀。基底121背面的C點由於與石墨盤12直接接觸，其能夠同時以熱傳導和熱輻射兩種方式接收來自石墨盤12的熱量，並且C點將熱量向基底121的中部傳遞，而對於B點和A點只能以熱輻射的方式接受來自石墨盤12的熱量，這使得基底121的邊緣溫度高，中部溫度低，並且對於發生第3圖所述的變形，基底中部接受的熱傳導的熱量比第2圖中的基底中部接受的熱傳導的熱量小，更加加劇了基底121溫度分佈的不均勻。

並且無論是藍寶石襯底或矽片，由於對基底加熱的“邊緣效應”(即基底邊緣的升溫速度大於基底中部的升溫速度，使得基底邊緣的溫 度高於基底中部的溫度)的影響，這使得現有的方法對基底加熱普遍有受熱不均勻的問題。並且如前所述，矽片由於其翹曲變形為開口向下，其邊緣與中部的溫度不均勻的問題更為嚴重。但是利用矽作為化學氣相沈積工藝的基底製作磊晶晶片是LED晶片製作領域的技術發展趨勢，而矽片的翹曲變形問題暫時沒有有效的解決辦法。如何在基底(尤其是矽片)發生翹曲變形的情況下對其實現較為均勻的加熱，是本發明要解決的技術問題。

為了解決上述問題，本發明提出一種新的對基底的加熱方法，所述方法利用與凹槽對應的支撐架，將所述基底懸置，使得所述基底與石墨盤不接觸，利用石墨盤的熱輻射對所述基底進行加熱。所述方法適用於MOCVD工藝，當然，也適用於其他的基底受熱變形後以熱輻射加熱會影響工藝均勻性的化學氣相沈積工藝。

本發明通過改變對基底的加熱方式，使得現有的熱傳導(為主要加熱方式)和熱輻射共同對基底進行加熱的方式轉變為採用以熱輻射對基底進行加熱或以熱輻射加熱為主對基底進行加熱，提高了基底的各點受熱的均勻性。在基底發生翹曲變形的情況下，雖然基底各點與下方的石墨盤的距離有差異，但是上述差異對熱輻射加熱的影響較小，因此，採用本發明實施例的方法可以實現對翹曲變形的基底實現較為均勻的加熱。

以MOCVD設備為例，現有的MOCVD設備的石墨盤中通常設置有凹槽，基底放置於凹槽內，本發明可以通過凹槽內或凹槽兩側的石墨盤上設置支撐架，將基底懸置於石墨盤上，從而使得所述基底與石墨盤不接觸，利用石墨盤的熱輻射對所述基底進行加熱。

下面結合實施例對本發明的技術方案進行詳細的說明。為了更好地說明本發明的技術方案，請結合第4圖所示的本發明第一實施例的石墨盤的結構示意圖。作為一個實施例，石墨盤20的正面向上，石墨盤20內具有凹槽，所述凹槽具有側壁和底部。所述凹槽的側壁為凹槽的沿著垂直於所述石墨盤20正面的兩側，凹槽的底部露出下方的石墨盤20。本發明所述的石墨盤的正面是指石墨盤的朝向噴淋頭(未示出)一側的表面，以上定義全文適用，特此說明。

本發明所述的支撐架21位於凹槽的底部，且該支撐架21環繞凹槽的底部一周，基底22位於支撐架21上方。作為一個實施例，第4 圖所示的石墨盤20中僅有一個凹槽，在其他的實施例中，石墨盤20中可以有多個凹槽。

所述支撐架21用於將基底22懸置，使得基底22與石墨盤20不接觸，從而消除由於基底22與石墨盤20接觸帶來的熱傳導，使得石墨盤20對基底22的加熱為熱輻射或以熱輻射為主。

請結合第5圖，為第4圖所示的石墨盤的俯視示意圖。所述支撐架21的形狀為環形。該環形的支撐架21環繞凹槽的側壁和底部一周，基底22位於支撐架21上。

請繼續參考第4圖，作為本發明的一個可選實施例，支撐架21位於基底22的下方。基底22的背面與石墨盤20不接觸。所述支撐架21的高度L應滿足，當基底22呈現碗狀的變形(即基底22的中部朝向凹槽的底部變形)時，基底22的背面仍然與石墨盤20不接觸。作為本發明的又一可選實施例，所述支撐架21的高度L與基底22的厚度D之和應等於凹槽的深度H。本發明所述的基底22的厚度D是指未發生形變的基底的正面(朝向噴淋頭一側的表面)和背面(與正面相對的表面)之間的距離，本發明所述的支撐架的高度L是指支撐架21的正面與背面(與正面相對、且與噴淋頭距離最遠的一側的表面)的距離。作為一個實施例，所述凹槽的深度H範圍為300微米~2毫米，所述基底22的厚度範圍為300微米~1.5毫米，相應地，所述支撐架21的高度範圍為290微米~1.7毫米。

本實施例中，雖然基底22的側面與凹槽的側壁仍然有部分接觸，通過該部分接觸，石墨盤20能夠以熱傳導方式將部分熱量傳給基底22，但是熱傳導方式傳導的熱量有限，對基底22的受熱的均勻性影響不大。在其他的實施例中，可以在基底22的兩側與石墨盤20之間設置絕熱層，該絕熱層的材質可以為陶瓷。

作為一個實施例，所述支撐架21的寬度應盡可能小，以減小與基底22的接觸。作為優選的實施例，所述支撐架21的寬度範圍為其上方放置基底的半徑的1/10~1/20，以保證能夠穩定的將基底22懸空。

作為一個實施例，所述支撐架21的材質為石墨，其可以與石墨盤20一體化加工而成，也可以單獨加工，然後通過螺絲螺母等機械零件與石墨盤20固定在一起或者通過耐熱膠與石墨盤20粘合為一體。

作為本發明的一個實施例，所述支撐架21的材質可以為透明材質，這樣保證支撐架21下方的石墨盤20的熱量可以透過支撐架21傳輸至基底22。例如所述支撐架21的材質可以為石英、藍寶石或者兩者的混合。本實施例中，所述支撐架21的材質為藍寶石。作為本發明的又一實施例，所述支撐架21的材質還可以為絕熱材質，這樣可以減少石墨盤20將熱量傳遞給基底22，比如所述支撐架21的材質可以為陶瓷、氧化鋯或兩者的混合。

由於石墨盤20在工藝過程中可能會旋轉運動，為了保證基底22在石墨盤20中能穩定，所述凹槽的側壁與底部可以有一定的傾斜，凹槽的側壁和底部形成V型，目的是使得凹槽的底部的直徑大於凹槽的正面的開口處的直徑，從而整個凹槽呈圓臺狀，保證基底22在隨石墨盤20的旋轉過程中的位置相對穩定。

下面請結合第6圖所示的本發明第二實施例的石墨盤的結構示意圖。與第一實施例相同的結構採用相同的標號。本實施例與前一實施例的區別在於，石墨盤20中具有孔洞，該孔洞位於基底22邊緣的石墨盤20內。所述孔洞用於減小石墨盤20對基底22邊緣的熱輻射。

因為發明人發現，在對基底22進行加熱時，由於邊緣效應的影響，基底22的邊緣的溫度通常高於基底22的中部的溫度，本發明通過在基底22的邊緣的石墨盤20中設置孔洞，可以減少對基底22的邊緣的熱輻射，從而使得基底22的邊緣的溫度與基底22的中部的溫度一致。本發明實施例的孔洞位於基底22邊緣的石墨盤20中，該孔洞設置在石墨盤20的正面，也是為了便於石墨盤20的加工製作。在其他的實施例中，所述孔洞還可以位於基底邊緣附近的其他位置，比如該孔洞可以位於基底的邊緣下方的石墨盤中，也可以位於基底的邊緣的兩側的石墨盤中；該孔洞可以與凹槽相連通，或者該孔洞與凹槽之間可以有部分石墨盤隔絕，具體將在後續的實施例中進行詳細的說明。

下面請參考第7圖所示的本發明第三實施例的石墨盤的結構示意圖。與第一實施例相同的結構採用相同的標號表示。本實施例與第一實施例的區別在於，所述支撐架21懸掛於所述凹槽兩側的石墨盤20上，所述支撐架21的頂部固定於所述凹槽的兩側的石墨盤20上，所述支撐架 21的底部用於放置基底22。

所述支撐架21為階梯型。即，支撐架21的頂部與凹槽兩側的石墨盤20的正面接觸，支撐架21的側面與石墨盤20接觸，所述支撐架21的底部懸置於凹槽上。所述支撐架21的底部用於放置基底22，支撐架21的側壁將基底22的側面與石墨盤20隔離，使得基底22與石墨盤20完全不接觸，這樣可以減小石墨盤20以熱傳導方式將熱量傳輸給基底22，使得石墨盤20對基底22的加熱以熱輻射方式為主，從而進一步改善對基底22的受熱的均勻性。

作為優選的實施例，所述支撐架21的正面、基底22的正面與石墨盤20的正面齊平，這樣可以防止支撐架21和石墨盤20對基底22上方的氣體帶來影響，提高基底22上方的氣流分佈的均勻性。本發明所述的支撐架的正面是指支撐架的朝向噴淋頭(未示出)一側的表面，以上定義適用于全文。

作為本發明的一個實施例，所述石墨盤20中具有孔洞，該孔洞位於基底22邊緣的底部的石墨盤20中，所述孔洞用於減小石墨盤20對基底22的邊緣的熱輻射。本實施例中，所述孔洞與凹槽相連通，可以利用同一工藝步驟製作，便於石墨盤20的加工和製作。

下面請結合第8圖所示的本發明第四實施例的石墨盤的結構示意圖，與前一實施例相同的部件採用相同的標號表示。本實施例與前一實施例的區別在於，凹槽的側壁和底部形成V型，相應地，支撐架21的形狀為Z型，所述支撐架21懸掛於凹槽兩側的石墨盤20上，所述支撐架21的頂部固定於凹槽的兩側的石墨盤20上，所述支撐架21的底部用於放置基底22。採用本實施例所述的Z型的支撐架21可以更好地固定基底22，防止基底22隨著石墨盤20轉動時被甩出去。本實施例中，孔洞位於基底22邊緣的下方的石墨盤20中。

下面請參考第9圖所示的本發明第五實施例的石墨盤的結構示意圖，與前一實施例相同的結構採用相同的標號表示。本實施例與前一實施例的區別在於，所述基底22的正面、支撐架21的正面和石墨盤20的正面齊平，這樣有利於改善基底22表面的氣體分佈的均勻性。

下面請參考第10圖所示的本發明第六實施例的石墨盤的結 構示意圖，與前一實施例相同的結構採用相同的標號表示。本實施例與前一實施例的區別在於，基底22邊緣的側壁和底部的石墨盤20中均形成有孔洞，並且在本實施例中該孔洞與凹槽相連通。在其他的實施例中，所述孔洞與凹槽之間還可以有部分石墨盤20隔離。本實施例中，所述支撐架21的形狀為階梯型，該支撐架21的側壁與凹槽兩側的石墨盤20不接觸，這樣可以防止石墨盤20通過支撐架21的側壁將熱量傳導給基底22，防止對基底22的邊緣加熱過多造成基底22的邊緣溫度高於基底22的中部的溫度，進一步改善基底22的溫度分佈的均勻性。

本實施例中，所述支撐架21的底部與石墨盤20不接觸，也可以防止石墨盤20通過支撐架21將熱量傳遞給基底22的邊緣，減小基底22的邊緣與中部的溫度差異，進一步改善基底22的溫度的分佈的均勻性。

為了進一步減小石墨盤通過支撐架傳導給基底的熱量，改善基底的邊緣和中部的溫度分佈的均勻性，作為可選的實施例，還可以在支撐架的與基底接觸的部分形成孔隙，這樣進一步減小支撐架與基底的接觸面積。具體地，請參考第11圖所示的第9圖中的支撐架的底部的結構示意圖。作為一個實施例，支撐架的頂部(未圖示)放置於石墨盤上，支撐架的底部(即用於放置基底的部分)為雙環形結構。如圖，該支撐架的底部具體包括外環211、內環212和連接外環211和內環212的連接橋213。採用所述雙環形結構的支撐架與基底的接觸面積少，減少了石墨盤通過支撐架向基底的熱傳導的熱量傳輸。

請參考第12圖所示本發明第七實施例的石墨盤的結構示意圖。與第六實施例相同的結構採用相同的標號表示。本實施例與第六實施例的區別在於，孔洞的形狀和位置不同。本實施例的孔洞位於基底22邊緣的底部的石墨盤20中，與凹槽相連通。本發明的孔洞的深度自基底22的徑向向基底22的中部方向依次減小，整個孔洞呈三角狀。採用所述孔洞可以進一步消除基底邊緣的熱輻射。

請參考第15圖所示翹曲變形的矽片溫度分佈曲線。其中橫軸D表示與基底的中心的距離(單位為毫米)，縱軸T表示溫度(單位為K)。圖中並未定量地沿徑向標出基底上的溫度，而是定性地示出了沿徑向基底 的溫度變化趨勢，虛線左側為基底中部，虛線右側為基底邊緣。其中曲線1為採用現有技術的石墨盤對翹曲變形的矽片加熱的模擬結果。曲線1表明基底的中部溫度分佈比基底的邊緣溫度分佈均勻，由於邊緣效應的影響，基底的邊緣的溫度比基底的中部的溫度高，並且越靠近基底的邊緣溫度上升越快，溫度分佈的均勻性越差，基底的邊緣和中部的最大溫差超過10K。曲線2為採用本實施例的石墨盤對翹曲變形的矽片加熱的模擬結果。曲線2的基底中部的溫度分佈比基底邊緣的溫度分佈更為均勻，與曲線1相比，基底的邊緣的溫度變化較為平緩，基底的邊緣和中部的最大溫差小於4K，這說明採用本發明實施例的石墨盤可以有效改善基底上溫度分佈的均勻性。

下面請參考第13圖所示的第八實施例的石墨盤的結構示意圖。與第七實施例相同的結構採用相同的標號表示。與前一實施例的區別在於，支撐架21位於凹槽的中部，且所述支撐架21由多個支撐柱構成。本實施例中，所述支撐柱的數目為3個，所述支撐柱呈等邊三角形排布，等邊三角形的中心與凹槽的中心位於同一垂直線上(該垂直線與凹槽的底部垂直)。採用本實施例的支撐柱結構將基底懸置於凹槽內，可以進一步減小基底與石墨盤之間的熱傳導。

下面請參考第14圖所示的本發明第九實施例的石墨盤的結構示意圖。與前一實施例相同的結構採用相同的標號表示。本實施例與前一實施例的區別在於，石墨盤20內的凹槽的側壁和底部形成V型，且基底22邊緣的下方和兩側的石墨盤20內均形成有孔洞，這樣可以進一步減少對基底22的邊緣的熱輻射。

綜上，本發明實施例提供的石墨盤的凹槽具有與之對應的支撐架，利用該支撐架將基底懸置，使得基底與石墨盤不接觸，在進行化學氣相沈積工藝時，石墨盤作為基底的熱源(石墨盤在加熱單元的加熱下升溫，能夠以熱輻射和熱傳導方式提供熱量)，由於基底與石墨盤不接觸，因此利用本發明所述的石墨盤能夠實現對基底的加熱以熱輻射方式為主，而現有技術將基底直接放置在石墨盤的凹槽中(即基底與石墨盤直接接觸)，因此現有技術對基底的加熱以熱傳導為主，當基底發生翹曲變形時，現有技術容易造成基底的各點受熱不均勻，導致基底上形成的磊晶材料層 不均勻，由於本發明利用熱輻射方式加熱，消除了現有技術利用熱傳導加熱給基底上各點的加熱的不均勻造成的影響，提高了對基底加熱的均勻性，相應改善了化學氣相沈積工藝的均勻性和基底上形成的磊晶材料層的均勻性；進一步優化地，所述支撐架的正面、基底的正面與石墨盤的正面齊平，可以避免基底兩側的石墨盤和支撐架影響基底的正面的氣流的分佈，進一步改善基底正面的氣流分佈的均勻性；進一步優化地，所述石墨盤中具有孔洞，位於與所述基底的邊緣對應的石墨盤中，所述孔洞用於減小石墨盤對基底的邊緣的熱輻射，使得基底的邊緣與基底的中部受到的熱輻射的基本相同，從而進一步提高基底受熱的均勻性；進一步優化地，所述支撐架的與基底接觸的表面上形成有多個孔隙，用於減小所述支撐架與基底的接觸面積，減少了來自石墨盤的熱傳導，進一步改善了基底受熱的均勻性；進一步優化地，所述支撐架懸掛於所述凹槽兩側的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定於所述凹槽的兩側的石墨盤上，所述支撐架的底部用於放置基底，所述支撐架的形狀為Z型圓環，當基底需要隨著石墨盤一起轉動的時候，有利於保證基底在石墨盤中的位置相對穩定。

雖然本發明己以較佳實施例披露如上，但本發明並非限定於此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護範圍應當以申請專利範圍所限定的範圍為准。

20‧‧‧石墨盤

21‧‧‧支撐架

22‧‧‧基底

Claims (16)

1. 一種化學氣相沈積工藝的石墨盤，具有用於放置基底的凹槽，其中，所述凹槽所在的位置具有與之對應的支撐架，所述支撐架用於將基底懸置，使得基底與石墨盤不接觸。
2. 根據申請專利範圍第1項之石墨盤，其中所述支撐架的形狀為環形，所述支撐架環繞所述凹槽的底部一周，所述支撐架位於基底的下方。
3. 根據申請專利範圍第1項之石墨盤，其中所述凹槽的側壁與底部構成V型。
4. 根據申請專利範圍第2項之石墨盤，其中所述支撐架與其中放置的基底的厚度之和等於所述凹槽的深度。
5. 根據申請專利範圍第1項之石墨盤，其中所述支撐架懸掛於所述凹槽兩側的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定於所述凹槽的兩側的石墨盤上，所述支撐架的底部用於放置基底。
6. 根據申請專利範圍第5項之石墨盤，其中所述支撐架的形狀為Z型或階梯型。
7. 根據申請專利範圍第5項之石墨盤，其中所述支撐架的正面、基底的正面與石墨盤的正面齊平。
8. 根據申請專利範圍第1項之石墨盤，其中所述石墨盤中具有孔洞，位於基底的邊緣對應的石墨盤中，所述孔洞用於減小石墨盤對基底的邊緣的熱輻射。
9. 根據申請專利範圍第1項之石墨盤，其中所述支撐架的材質為透明材質或絕熱材質。
10. 根據申請專利範圍第9項之石墨盤，其中所述透明材質為石英、藍寶石中的一種或其混合。
11. 根據申請專利範圍第9項之石墨盤，其中所述絕熱材質為陶瓷、氧化鋯或兩者的混合。
12. 根據申請專利範圍第1項之石墨盤，其中所述支撐架的與基底接觸的表面上形成有多個孔隙，用於減小所述支撐架與基底的接觸面積。
13. 根據申請專利範圍第12項之石墨盤，其中所述支撐架的用於放置基底的部分為雙環形結構或多個支撐柱。
14. 根據申請專利範圍第1項之石墨盤，其中所述凹槽的深度範圍為300微米~2毫米，所述支撐架的高度範圍為290微米~1.7毫米。
15. 一種化學氣相沈積工藝過程中對基底的加熱方法，包括利用與凹槽對應的支撐架，將所述基底懸置，使得所述基底與石墨盤不接觸，利用石墨盤的熱輻射對所述基底進行加熱。
16. 一種化學氣相沈積設備的反應腔室，其中包括申請專利範圍第1項之石墨盤。