[發明專利]化學氣相沉積反應器或外延層生長反應器及其支撐裝置

有效

• 申請號: 201110375777.2
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN103132051A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 尹志堯;姜勇
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/458
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及制造半導體器件，尤其涉及一種在諸如基片等襯底上生長外延層或進行化學氣相沉積的裝置。?

背景技術

在諸如基片等襯底上生長外延層或進行化學氣相沉積的生產過程中，反應器的設計十分關鍵。現有技術中，反應器有各種各樣的設計，包括：水平式反應器，該反應器中，基片被安裝成與流入的反應氣體成一定角度；行星式旋轉的水平式反應器，該反應器中，反應氣體水平通過基片；以及垂直式反應器，該反應器中，當反應氣體向下注入到基片上時，基片被放置在反應腔內的基片承載架上并以相對較高的速度旋轉。該種高速旋轉的垂直式反應器為商業上最重要的MOCVD反應器之一。?

例如，發明名稱為“通過化學汽相沉積在基片上生長外延層的無基座式反應器”的中國發明專利(中國專利號：01822507.1)提出了一種無基座式反應器，如圖1所示，其包括反應腔、可旋轉主軸400、用于加熱基片的加熱裝置140以及用來支撐基片的基片承載架300。主軸400包括頂面481和主軸壁482，基片承載架300包括一中心凹進部分390。在將基片承載架300安裝到主軸400時，主軸400被插入中心凹進部分390內，直到主軸壁482和凹進部分390的壁之間緊密配合，產生將基片承載架300保持在沉積位置的摩擦力，亦即，基片承載架300通過摩擦力保持在主軸400的頂端上，并被帶動與主軸400一起旋轉。?

然而，在實際工藝過程中，前述反應器僅僅通過摩擦力很難(例如：因摩擦力不足而產生打滑)將基片承載架300保持在高速旋轉的主軸400上并使二者一起旋轉，若通過額外設置的保持裝置解決此不足則會增加系統的復雜程度；此外，由于主軸400直徑的局限，在沉積過程中很難保證基片承載架300始終保持平衡，倘若基片承載架300在沉積過程中重心失去平衡，發生搖擺，使得得到的基片外延層生長不均勻；再者，由于主軸壁482和凹進部分390的壁之間緊密配合，在基片加工過程中，通常為高溫環境，主軸400會產生熱膨脹，且主軸400的熱膨脹系數高于基片承載架300的熱膨脹系數，凹進部分390將會因主軸400的熱膨脹而被撐壞，最終導致整個基片承載架300裂開；最后，在沉積過程中，主軸400的旋轉速度與基片承載架300的轉速通常不一致，二者有一定的偏差，這使得不能準確測量反應器內基片的位置，進而不能準確測量基片的溫度和進一步地控制基片的溫度。?

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種反應器，其中基片承載架在基片加工過程中能夠實現平衡、可靠地旋轉，并且基片承載架不會因支撐裝置受熱膨脹而被撐壞，提高了整個反應器的可靠性。?

本發明的目的之二在于提供一種用于反應器內的的支撐裝置，該支撐裝置能夠與基片承載架可分離地連接，并且在基片加工過程中，對基片承載架提供平衡、可靠的支撐并帶動基片承載架平衡、可靠地旋轉。?

為了實現上述發明目的，根據本發明的一個方面，本發明提供一種化學氣相沉積反應器或外延層生長反應器，其包括一反應腔，所述反應腔內設置至少一基片承載架和一用于支撐所述基片承載架的支撐裝置，所述基片承載架包括一第一表面和一第二表面，所述第一表面上用于放置若干待處理的基片，其中：?

所述基片承載架的第二表面設置有至少一個向內凹陷的凹進部；?

所述支撐裝置包括：主軸部；與所述主軸部的一端相連接、并沿所述主軸部外圍向外延伸開來的支撐部，所述支撐部包括一支撐面；以及與所述主軸部相連接、并沿著向所述基片承載架的第一表面方向延伸一高度的插接部；?

所述支撐裝置的插接部可分離地插接于所述凹進部內，從而使所述基片承載架放置于所述支撐裝置上并由其支撐，在此位置下，所述支撐部的支撐面至少部分地與所述基片承載架的第二表面的至少部分相接觸，并且藉由該接觸的支撐面來支撐所述基片承載架。?

根據本發明的另一方面，本發明提供一種化學氣相沉積反應器或外延層生長反應器，其包括一反應腔，所述反應腔內設置至少一基片承載架和一用于支撐所述基片承載架的支撐裝置，所述基片承載架包括一第一表面和一第二表面，所述第一表面上用于放置若干待處理的基片，其中：?

所述基片承載架的第二表面設置有至少一個向內凹陷的凹進部；?

所述支撐裝置包括：主軸部，其包括一頂端，所述頂端包括一支撐面；以及與所述主軸部相連接、并沿著向所述基片承載架的第一表面方向延伸一高度的插接部；?