[發明專利]石墨盤、具有上述石墨盤的反應腔室和對襯底的加熱方法

無效

• 申請號: 201210041203.6
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN103074606A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 梁秉文
• 申請（專利權）人: 光達光電設備科技（嘉興）有限公司
• 主分類號: C23C16/458
• 分類號: C23C16/458;C23C16/46
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

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

背景技術

MOCVD(Metal-Organic?Chemical?Vapor?Deposition)是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一種化學氣相外延沉積工藝。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沉積工藝，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沉積工藝的原理進行說明。具體地，以MOCVD為例，請參考圖1所示的現有的化學氣相沉積工藝設備的結構示意圖。

手套箱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用于提供反應氣體。所述石墨盤12內具有多個凹槽，每個凹槽內對應放置一片襯底121，所述襯底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襯底121進行加熱。由于襯底121放置在石墨盤12中，兩者接觸，因此石墨盤12對襯底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(靠近襯底121的表面的位置)，所述襯底121由于加熱單元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，從而在襯底121表面沉積外延材料層。

在實際中發現，現有的化學氣相沉積工藝的均勻性不高，外延芯片的良率偏低。

發明內容

本發明實施例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襯底的加熱方法，提高了對襯底(尤其是發生了變形的襯底)的加熱的均勻性，改善了化學氣相沉積工藝的均勻性，提高了外延芯片的良率。

為了解決上述問題，本發明提供一種化學氣相沉積工藝的石墨盤，具有凹槽，所述凹槽所在的位置具有與之對應的支撐架，所述支撐架用于將襯底懸置，使得襯底與石墨盤不接觸。

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，所述支撐架位于襯底的下方。

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襯底的厚度之和等于所述凹槽的深度。

可選地，所述支撐架懸掛于所述凹槽兩側的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定于所述凹槽的兩側的石墨盤上，所述支撐架的底部用于放置襯底。

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、襯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，位于襯底的邊緣對應石墨盤中，所述孔洞用于減小石墨盤對襯底的邊緣的熱輻射。

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，所述支撐架的與襯底接觸的表面上形成有多個孔隙，用于減小所述支撐架與襯底的接觸面積。

可選地，所述支撐架的用于放置襯底的部分為雙環形結構或多個支撐柱。

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

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

相應地，本發明還提供一種化學氣相沉積設備的反應腔室，包括所述的石墨盤。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：