[發明專利]旋轉承載盤結構及承載盤

在審

• 申請號: 202010554568.3
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111719141A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 侯少毅;胡瑯;胡強;徐平;侯立濤;何斌;黎天韻;郭遠軍;黃麗玲
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: C23C16/458
• 分類號: C23C16/458
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 郝瑞剛

旋轉承載盤結構及承載盤，涉及化學氣相沉積技術領域，旋轉承載盤結構，應用于化學氣相沉積工藝，包括旋轉軸、用于承載襯底的承載盤，旋轉軸與承載盤中心連接，以驅動承載盤旋轉，旋轉軸包括軸體、隔熱件，隔熱件設在軸體與承載盤之間，以隔開軸體與承載盤，使軸體與承載盤不接觸。承載盤，應用于化學氣相沉積工藝，用于承載襯底，用于給所述承載盤加熱的熱源位于所述承載盤下方，所述承載盤的底面為非平面，以使承載盤底面不同區域與熱源的距離不同。

技術領域

本發明創造涉及化學氣相沉積技術領域。

背景技術

化學氣相沉積是一種化工技術，該技術主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質、在襯底表面上進行化學反應生成薄膜的方法。金屬有機化學氣相沉積(MOCVD，metal organic chemical vapour deposition)是其中一種化學氣相沉積技術，其是在氣相外延生長的基礎上發展起來的一種新型氣相生長技術，被廣泛應用于III-V化合物半導體薄膜材料的生長，是一種自動化程度高、價格昂貴、技術集成度高的高端半導體材料、光電子專用工藝。在MOCVD設備中，載氣把MO有機源帶入反應室，在襯底上反應，形成薄膜材料。

以MOCVD設備為例(但不限于MOCVD技術)。襯底放于高溫的承載盤上(溫度達到上千度)，承載盤通常由石墨材料制成，高溫的承載盤為襯底提供溫度條件，因此承載盤溫度的均勻性直接影響襯底溫度的分布，進而影響薄膜沉積的均勻性，因此承載盤的溫度均勻性至關重要。

加熱系統是MOCVD設備的核心部分，現有技術中，給承載盤加熱的方式包括至少兩種：1、熱輻射加熱，在承載盤下方設置熱源，例如加熱絲或加熱片，從而給承載盤加熱；2、感應加熱，利用渦流原理，通過電磁感應的方式讓承載盤自發熱，類似電磁爐加熱原理。

有些MOCVD設備中，工作時，承載盤是需要旋轉的，因此是在承載盤中心區域連接旋轉軸，旋轉軸帶動承載盤旋轉。旋轉軸的材料一般為鎢或鉬等耐高溫的金屬材料，其導熱系數高，承載盤與旋轉軸連接的中心區域的熱量通過導熱系數高的旋轉軸散失較多，因此承載盤中心區域較其它區域溫度低很多，造成承載盤溫度不均勻。

發明內容

有鑒于此，本發明創造提供旋轉承載盤結構及承載盤，能夠提高承載盤溫度的均勻性。

為實現上述目的，本發明創造提供以下技術方案。

旋轉承載盤結構，應用于化學氣相沉積工藝，包括旋轉軸、用于承載襯底的承載盤，旋轉軸與承載盤中心連接，以驅動承載盤旋轉，旋轉軸包括軸體、隔熱件，隔熱件設在軸體與承載盤之間，以隔開軸體與承載盤，使軸體與承載盤不接觸。

在承載盤與軸體之間增加了隔熱件，承載盤與軸體之間不直接接觸，隔熱件延緩了承載盤的熱量傳導至軸體的速度，減少了承載盤中心區域的熱量散失，從而能讓承載盤中心區域的溫度下降更少，更接近其他區域的溫度，提高承載盤的溫度均勻性。

其中，隔熱件由陶瓷材料制成。陶瓷材料的導熱性能差，是常用的隔熱材料。

進一步地，旋轉軸還包括金屬材料制成的連接件，連接件設在隔熱件與承載盤之間，以連接承載盤。隔熱件是陶瓷材料的話，陶瓷材料比較脆，直接連接承載盤的話容易受損，因此增加金屬材料制成的連接件來連接承載盤。

其中，軸體、隔熱件、連接件通過至少兩個螺釘連接固定。如只有一個螺釘連接，在旋轉軸轉動過程中，軸體、隔熱件、連接件三者可能相對轉動，因此設置至少兩個螺釘，可實現上述三者之間的連接固定，避免上述三者之間的相對轉動。

其中，承載盤底面中心設有連接盲孔，旋轉軸與承載盤連接的連接部位的形狀與連接盲孔的形狀對應匹配，旋轉軸的上述連接部位緊密嵌入連接盲孔，以實現旋轉軸與承載盤的連接。這種連接方式結構簡單、裝配快速、方便加工。