[發明專利]一種軸向氣力驅動行星旋轉裝置

有效

• 申請號: 201410243700.3
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104046962A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 陳特超;林伯奇;胡凡;趙瓛;王慧勇;劉欣
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: C23C16/458
• 分類號: C23C16/458
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及半導體材料制造設備，進一步是指用于MOCVD、SiC外延設備中的基片行星旋轉運動裝置，使基片表面沉膜更均勻。?

背景技術

GaN、SiC材料作為第三代半導體材料備受人們的關注。隨著器件研發的深入，?GaN和SiC薄膜被廣泛的應用到LED、電力電子器件中，GaN、SiC薄膜的制備變得越來越受重視。GaN、SiC薄膜的制備方法普遍使用的是化學氣相沉積法，它是將幾種不同氣相化合物通入到基片附近，氣態化合物在高溫下分解重新結合生成新的固態物質的過程，如GaN是在NH₃和TMGa在1200℃時生成的，SiC是SiH₄與C₃H₈在1600℃下生成的，而且要求溫度場、氣流場非常均勻才能生長出合格的薄膜。其生長環境條件是非?？量痰?，生產成本也非常高。為了提高產量，一般是一次生長多片。為彌補溫度場、氣流場的不均勻性，一般采用基片行星運動的方法。基片上各點在反應時的移動路徑不是固定的，他會在不同溫度、氣流密度區域循環經過，使基片上各點的生長條件趨于一致，達到整個基片表面生長的薄膜均勻一致的目的。在如此高的溫度下要使基片作行星運動，常規的機械傳動是做不到的，由于材料耐熱問題、熱膨脹問題、化學物腐蝕問題等等，都會使傳動不穩甚至卡死。采用氣力驅動就可克服這些缺點。?

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的不足，提供一種軸向氣力驅動行星旋轉裝置，通過氣力驅動基片作行星運動，解決了高溫下基片轉動和軸的導熱問題。使基片表面沉膜更均勻，設備的可靠性更高。

本發明的技術方案為，一種軸向氣力驅動行星旋轉裝置，包括帶動基片旋轉的自轉盤，所述自轉盤的底面中心安裝內設通氣孔的空心軸，所述自轉盤的內部中心設有與空心軸的通氣孔連通的主通氣孔；所述自轉盤頂面設有多個沿圓周排列的行星盤凹槽，并在行星盤凹槽中安裝行星盤，每個行星盤底面中心設有行星盤轉軸，所述行星盤轉軸的底端安裝在自轉盤中且行星盤可繞行星盤轉軸轉動；所述主通氣孔的外周設有延伸至每個行星盤凹槽下方的分通氣孔，分通氣孔的直徑小于主通氣孔的高度，且分通氣孔經過沿自傳盤軸向設置的通氣通道與各行星盤凹槽連通；所述基片放置在行星盤頂面，所述行星盤底面設有多個沿圓周方向排列的斜面槽。

將行星盤用行星盤轉軸支撐在自轉盤上，基片放在行星盤頂面。氣體從自轉盤中心的主通氣孔輸入，通過分通氣孔、通氣通道從行星盤頂面的行星盤凹槽沿軸向噴出，射到行星盤的斜面槽上，在斜面槽上產生向上的托舉力和沿周向的分力，托舉力可減少行星盤與自轉盤間的摩擦力，周向力提供行星盤旋轉的力矩。在自轉盤旋轉的同時，行星盤也會繞行星盤轉軸旋轉，即基片作行星運動。

所述自轉盤的頂面靠近自轉盤外周設有與行星盤凹槽連通的導氣槽，氣體噴出后從導氣槽流出。

所述自轉盤的中心設有與自轉盤上下表面導通的中心孔，主通氣孔設在中心孔軸向的中部，主通氣孔的上部和下部為蓋板安裝孔，蓋板安裝孔的直徑大于主通氣孔的直徑，并在每個蓋板安裝孔中分別安裝用于密封蓋板安裝孔的蓋板。為加工出主通氣孔，首先要加工出中心孔，在中心孔的上部和下部蓋板安裝孔中安裝蓋板而將蓋板安裝孔密封，進而得到外圍均密封的主通氣孔。

所述主通氣孔的徑向中心與自轉盤的分通氣孔中心重合，保證氣體流量的均勻。

每個行星盤凹槽下方均設有一組分通氣孔，每組分通氣孔包括第一分通氣孔、以第一分通氣孔為中心軸而分布在第一分通氣孔兩側的第二分通氣孔和第三分通氣孔，所述第二分通氣孔與第三分通氣孔的長度大于第一分通氣孔。

遠離行星盤中心的斜面槽一端槽深度大于靠近行星盤中心的斜面槽一端槽深度，使從通氣通道噴出的氣體噴到斜面槽后產生向上和周向的分力，周向分力產生力矩使行星盤繞行星盤轉軸旋轉。

本發明為一種軸向氣力驅動行星旋轉裝置，通過自轉盤旋轉，氣體從中心軸不斷通入，行星盤在氣力驅動下繞自身軸旋轉，從而實現行星盤既隨自轉盤繞空心軸旋轉同時也繞自身行星盤轉軸旋轉，即做行星運動。由于高溫下材料的熱變形，常規機械驅動不能實現。在高溫（1000℃以上）CVD設備中采用行星運動可彌補氣場、熱場均勻性的不足。同時由于行星盤中心沒有向外伸出的支撐軸，杜絕了軸的導熱，更有利于基片表面的溫度均勻性。

附圖說明

圖1是本發明所述行星旋轉裝置的剖視結構圖；

圖2是本發明所述行星旋轉裝置的俯視結構圖；

圖3是本發明所述自轉盤的俯視圖；