[發明專利]一種MOCVD設備及其加熱裝置

無效

• 申請號: 201310225203.6
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103305815A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 孫仁君
• 申請（專利權）人: 光壘光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: C23C16/46
• 分類號: C23C16/46;C23C16/18
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 楊林;李友佳

技術領域

本發明屬于半導體制造領域，更具體地講，是涉及一種用于MOCVD設備的加熱裝置及其MOCVD設備。

背景技術

金屬有機化合物化學氣相沉積(Metal-organic?Chemical?Vapor?DePosition，簡稱MOCVD)是制備化合物半導體薄膜的一項關鍵技術。MOCVD是以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原材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，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。MOCVD設備主要包括氣路系統、加熱系統、反應室和檢測及控制系統等幾個部分。其中加熱系統主要是對反應發生的襯底進行加熱，提供反應所需要的溫度，必須滿足加熱均勻，升溫降溫速度快，溫度穩定時間短等要求。

現有MOCVD中的加熱裝置通常是利用電熱絲來進行加熱。加熱裝置置于MOCVD反應室中被加熱單元(襯底托盤和襯底托盤上的襯底)的下方，通過在電熱絲中通入電流，使得電熱絲發熱，進而對襯底托盤和襯底托盤上的襯底進行加熱。加熱裝置的性能對襯底托盤和襯底的受熱均勻性以及在襯底上進行的外延工藝的均勻性影響較大，在生長外延材料層工藝的過程中，若襯底托盤和襯底的受熱不均勻，將會導致外延芯片產品報廢。

如圖1所示的現有MOCVD設備的示意圖：包括反應室100、用于承載待處理襯底的襯底托盤300，位于反應室100頂部并與所述襯底托盤300相對設置的噴淋頭400，所述MOCVD設備還包括設于襯底托盤300背離噴淋頭400的一側的加熱裝置200。其中，所述加熱裝置200包括至少兩個相互間隔的加熱區210，所述至少兩個加熱區210具有面向襯底托盤200的加熱面221，相鄰加熱區210之間具有間隙240。其中，所述加熱區210由具有加熱面221的底盤220和布設于加熱面221上的電熱絲230組成。

現有MOCVD設備存在以下不足和缺陷：具體地，如圖1所示，在進行氣相沉積工藝時，通過所述噴淋頭400向所述反應室100內供給反應氣體，加熱裝置200將襯底托盤300上表面加熱，所述反應氣體在加熱的襯底托盤300上表面進行分解，在置于襯底托盤300上表面的襯底310上形成薄膜。由于相鄰加熱區210之間具有間隙240，加熱裝置200輻射并經襯底托盤300反射的熱量和襯底托盤300自身輻射的加熱面一側的熱量會通過間隙240散失，使得所述間隙240對應的襯底托盤300區域的溫度降低，使得襯底托盤300的整體溫度不均勻，從而使得襯底托盤300不同區域的薄膜沉積速率也不同，導致在襯底310上的形成有機金屬膜層厚度不均勻。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種加熱裝置，可以阻擋加熱面一側的熱量通過間隙散失，從而使襯底托盤和襯底托盤上的襯底受熱均勻，減少產品的報廢，提高產品的良率。

為了實現上述目的，本發明提供一種加熱裝置，所述加熱裝置包括至少兩個相互間隔的加熱區，用于對應加熱相對設置的襯底托盤，所述加熱區具有面向襯底托盤的加熱面，相鄰加熱區之間具有間隙，其中，加熱裝置還包括隔熱板，所述隔熱板對應相鄰加熱區之間的間隙設置，用于阻擋加熱面一側的熱輻射通過所述間隙散失。

優選地，所述隔熱板設于加熱面間的間隙處，用于遮擋住間隙。

優選地，所述隔熱板的一部分設置于間隙中，用于填滿間隙。

優選地，所述隔熱板面向襯底托盤的表面為能夠反射熱輻射的反射面。

優選地，所述隔熱板面向襯底托盤的表面設有熱輻射反射層。

優選地，所述隔熱板采用陶瓷或石棉耐高溫絕熱材料制成。

優選地，所述加熱區包括底盤以及布設于底盤上表面一側的電熱絲，底盤的上表面為所述加熱面。

優選地，所述電熱絲在底盤加熱面一側上均勻布設。

本發明還提供一種MOCVD設備，包括反應室、用于承載待處理襯底的襯底托盤、位于反應室頂部并與所述襯底托盤相對設置的噴淋頭，所述MOCVD設備還包括如上所述的加熱裝置，所述加熱裝置設于所述襯底托盤背離所述噴淋頭的一側，所述加熱裝置的加熱面面向所述襯底托盤。

優選地，所述襯底托盤通過外部機械傳動相對加熱裝置旋轉。