[實用新型]一種鐘罩式熱壁碳化硅高溫外延片生長裝置

無效

• 申請號: 201120095792.7
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN202039157U
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 俞軍;歐陽忠;李錫光;李錫光
• 申請（專利權）人: 東莞市天域半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B25/02
• 分類號: C30B25/02;C30B25/14;C30B29/36
• 代理公司: 東莞市中正知識產權事務所 44231
• 代理人: 魯慧波

技術領域

本實用新型涉及一種碳化外延生長技術，特別涉及一種熱壁式石英鐘罩式多片碳化硅外延生長設備。

背景技術

對于SiC的同質外延來說，首先需要在1500—1600℃甚至更高的溫度下進行，生長溫度高；其次，SiC有很多種晶型，在外延生長中必須給予控制，主要取決于生長技術。化學氣相沉積（CVD）是目前SiC外延生長的主要方法。從CVD設備的類型來看，可以分為水平和垂直兩種。1997年，美國Emcore公司推出了冷壁垂直單片CVD設備，1998年德國Daimler?Benz公司和1997年美國Northrop?Grumman公司分別推出了水平冷壁單片CVD設備，1997年瑞典Linkoping大學與ABB?公司合作研制出水平熱壁CVD設備。熱壁CVD設備具有冷壁系統所沒有的優勢，如加熱效率高、生長速率高、外延材料表面形貌好、純度高等。因此，目前廣泛使用熱壁或溫壁CVD技術來開展SiC的外延生長研究與生產工作。

但為保證高質量外延片的產量，CVD托盤的設計趨向于大尺寸，大容量，隨之反應腔的體積也相應增加，這就增加了氣體具有均勻的流場、溫場和濃度場的難度。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術的上述缺陷，提供一種鐘罩式熱壁碳化硅高溫外延片生長裝置，可使基片生長面表面氣體產生均勻的流場、溫場和濃度場。

為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種鐘罩式熱壁碳化硅高溫外延片生長裝置，包括支架、升降架、石墨托盤、石英鐘罩、隔熱板、射頻加熱器、不銹鋼腔體；石墨托盤固定于支架上，支架設有支撐桿，升降架設于該支撐桿上并以一電機驅動，所述石英鐘罩、隔熱板、射頻加熱器固定于升降架上，且石英鐘罩與升降架之間密閉連接；不銹鋼腔體與支架固定連接，所述石墨托盤包括石墨管、石英管、上層石墨蓋及中層石墨托盤、石墨環、一電機，中層石墨托盤下端部中央設有凹槽，凹槽上方中央設有通孔；所述石墨管上端置入中層石墨托盤底部的凹槽內配合定位；石英管套設于石墨管內，且石英管的管芯與凹槽上方的通孔聯通；上層石墨蓋下端設有容納基片的基板槽，中層石墨托盤上端設有容納基板的基板槽及凸出于中層石墨托盤上表面的支撐塊，上層石墨蓋設于中層石墨托盤上端，之間以支撐塊銜接；石墨環環繞于中層石墨托盤和上層石墨蓋設置，且上層石墨蓋與石墨環預留有間隙；所述石墨管還與另一電機驅動連接；所述石墨托盤以保溫碳氈包裹，并固定于不銹鋼腔體的不銹鋼底托上；不銹鋼腔體上設有排氣口。

優選地，所述保溫碳氈與不銹鋼底托之間設有石英托盤。

優選地，所述中層石墨托盤按圓心角均勻分布數個基板槽，支撐塊呈扇形，支撐塊均勻分別于兩兩基板槽之間，且扇形頂角對準通孔圓心。

從以上技術方案可以看出，本實用新型在電機的驅動下，帶動石墨管和上層石墨蓋和中層石墨托盤一起轉動，反應氣體從石英管進入，從上層石墨蓋與石墨環預留有間隙溢出，再經過排氣孔排出，形成氣體的自然對流，使上層石墨蓋與中層石墨托盤之間從中心到外緣形成均勻的流場，從而促進基片之間具有相同的濃度場，保證外延生長的均一性。同時上層石墨蓋和中層石墨托盤被保溫碳氈包圍，有助于反應腔內形成均勻的溫度場，從而在基板上形成均勻的外延層。

附圖說明

圖1為本實用新型關閉石英鐘罩結構示意圖。

圖2為本實用新型開啟石英鐘罩結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。