[發明專利]托盤、MOCVD反應腔和MOCVD設備

有效

• 申請號: 201310024810.6
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103938186A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 李紅
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: C23C16/458
• 分類號: C23C16/458;C23C16/46
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，特別涉及一種托盤、MOCVD反應腔和MOCVD設備。

背景技術

金屬有機物化學氣相沉積(Metal?Organic?Chemical?Vapor?Deposition，簡稱：MOCVD)是在氣相外延生長的基礎上發展起來的一種新型外延生長技術，其已經成為制作GaN以及三元和四元薄膜的主要技術。MOCVD技術是化合物半導體材料研究和生產的重要手段，作為微電子工業半導體結構材料批量化生產型設備，其高質量、穩定性、重復性及規模化是其他的半導體材料生長設備無法替代的。MOCVD技術的生長速率中等，且薄膜厚度的控制相對比較精確，最適合于大批量生產發光二極管(Light?Emitting?Diode，簡稱：LED)，使用最為廣泛，生長的材料和器件質量最高。迄今為止，MOCVD技術是包含III-V、II-VI族化合物半導體和III族氮化物半導體的高質量器件多層結構生長的最靈活、費用最低、效率最高的技術。在MOCVD技術中，加熱和溫度控制是影響GaN生成的重要條件。MOCVD技術目前的加熱方式包括：高頻感應加熱、輻射加熱或者電阻式加熱。其中使用最多的是高頻感應加熱。實現MOCVD技術的設備為MOCVD反應腔，MOCVD反應腔通常是由石英腔體和石墨托盤構成的，為能實現大產能的要求，石墨托盤采用多托盤結構，多托盤結構的MOCVD反應腔是MOCVD的發展方向。對于多托盤結構的MOCVD反應腔，多采用的是感應加熱的方式。

圖1為現有技術中一種MOCVD反應腔的結構示意圖，如圖1所示，該MOCVD反應腔包括：腔體1、中央進氣裝置3、感應線圈4和多個托盤2。中央進氣裝置3位于腔體1內部的中間位置。托盤2以多層垂直排布的方式設置于腔體1的內部，每個托盤2中均包括襯底(圖中未示出)，其中，襯底的材料可以為SiC，襯底上可放置基片，基片的材料為藍寶石。感應線圈4纏繞于腔體1的外壁上。進氣裝置3向腔體1內通入反應氣體，該反應氣體水平流到托盤2上的襯底表面。工藝過程中，托盤2在旋轉機構的帶動下旋轉。圖1中的MOCVD反應腔為立式多托盤結構反應腔，其中，托盤2的材料為石墨。這種結構的MOCVD反應腔是在腔體1的外壁上安裝感應線圈4，而在腔體1的內部垂直擺放多層托盤2，并且感應線圈4與托盤2是同心放置的。這樣感應線圈4產生的磁力線5就會與托盤2垂直相交。當在感應線圈4中通入交變電流時，就會產生交變磁場，從而在托盤2上產生感應電動勢，導致托盤2上產生渦流。由于渦流在托盤2中的電阻熱效應，因此，托盤2也會被加熱。這樣當托盤2被加熱的時候，襯底上放置的基片也會相應的被加熱。

感應加熱在水平放置的托盤2上存在集膚效應，即：托盤2上距離感應線圈4較近的位置(即靠近腔體1的位置)磁力線密集，加熱溫度也較高；托盤2上距離感應線圈4較遠的位置(即靠近中央進氣裝置3的位置)磁力線稀疏，加熱溫度也較低。因此，磁場中穿過承載裝置的磁力線的密度沿托盤2徑向分布是不均勻的，這導致托盤2的加熱溫度不均勻。

發明內容

本發明的目的在于提供一種托盤、MOCVD反應腔和MOCVD設備，通過改變托盤的結構，來有效改善托盤的加熱速率和表面溫度的均勻性。

為實現上述目的，本發明提供了一種托盤，包括：托盤基體和設置于所述托盤基體上的襯底，所述托盤基體上設置有凹槽，所述凹槽中放置有導熱部件，所述導熱部件與所述襯底相接觸，所述導熱部件的導熱系數大于所述托盤基體的導熱系數。

可選地，所述導熱部件的材料為金屬或者金屬合金。

可選地，所述凹槽的周邊形成有邊沿。

可選地，所述凹槽的數量為多個，所述凹槽之間形成有石墨楞，所述襯底位于所述邊沿和所述石墨楞上。

可選地，所述凹槽的數量為兩個，兩個所述凹槽對稱設置，所述襯底包括二個對半放置的半圓形襯底，每個所述半圓形襯底放置于一個所述凹槽上。

可選地，所述凹槽的數量為一個，所述襯底位于所述邊沿上。

可選地，所述托盤基體的中心設置有開孔，所述開孔用于安裝旋轉軸。

可選地，所述托盤基體的形狀為圓柱。

為實現上述目的，本發明提供了一種MOCVD反應腔，包括：腔體、進氣裝置、感應線圈和多個上述托盤。

為實現上述目的，本發明提供了一種MOCVD設備，包括：上述MOCVD反應腔。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明利用導體在電場中很容易被加熱，來產生熱量，對托盤溫度的不均勻進行補償；