[發明專利]一種用于氣相外延反應腔結構的自公轉基座

在審

• 申請號: 202110702427.6
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113481594A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 張海濤;山本曉;許彬
• 申請（專利權）人: 無錫吳越半導體有限公司
• 主分類號: C30B25/12
• 分類號: C30B25/12;C30B25/10;C30B25/14;C30B29/40;C23C16/30;C23C16/455;C23C16/458
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 劉秀穎

本發明涉及GaN制備相關技術領域，且公開了一種用于氣相外延反應腔結構的自公轉基座，包括基板支架和內嵌基板，所述內嵌基板設置在基板支架的內側，內嵌基板的表面環形陣列開設有多個嵌入開口。該用于氣相外延反應腔結構的自公轉基座，工藝氣體通過空腔基板主體與嵌入開口內側壁之間縫隙溢出時，環形阻流坡能夠有效阻止工藝氣體垂直向下的溢出，而環形阻流槽的設置對向下垂直溢出回流的工藝氣體進行阻流，同時環形限流坡和環形限位槽的設置，進一步的減少溢出回流氣體通過環形嵌入圈和環形嵌入槽之間的縫隙導出，在保障結構之間配合活動穩定的前提下，最大限度的減少工藝氣體的溢出，從而有效保障工藝氣體的供給反應效率。

技術領域

本發明涉及GaN制備相關技術領域，具體為一種用于氣相外延反應腔結構的自公轉基座。

背景技術

GaN是第三代寬禁帶半導體的典型代表，已被廣泛應用于半導體照明、微波功率器件和電力電子器件等方面，展現出巨大的應用前景。用于氮化鎵生長的最理想襯底自然是氮化鎵單晶材料，這樣的同質外延(即外延層和襯底是同一種材料)可以大大提高外延膜的晶體質量，降低位錯密度，提高器件工作壽命，提高發光效率，提高器件工作電流密度。

GaN半導體材料的生長方法主要有金屬有機物氣相外延沉積法(MOCVD)、氫化物氣相外延沉積法(HVPE)和氣相反應(CAD)等方法。其中MOCVD是最常用的技術之一，具有晶體質量高、均勻性好、操作簡單、容易控制等優點，HVPE法具有很高的生長速度，可達每小時幾十甚至上百微米，十分適于生長厚膜GaN襯底，但由于生長速率快，外延薄膜容易產生裂紋，而且均勻性也有待提高。

采用氣相外延反應的GaN制備方法，工藝氣體在襯底基板上沉積，為保障GaN晶體的沉積質量，反應腔結構的旋轉基座進行勻速自公轉運動，旋轉基座上的自轉基板和公轉基板相互配合，其配合結構之間會留有一定的活動間隙，保障結構之間配合活動的穩定性，但工藝氣體本身具有一定的流動性，這就導致工藝氣體會通過結構之間的配合間隙溢出，降低了工藝氣體的供給反應效率，因此發明人設計了一種用于氣相外延反應腔結構的自公轉基座，解決上述技術問題。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種用于氣相外延反應腔結構的自公轉基座，解決了GaN的制備過程中工藝氣體易流動溢出的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于氣相外延反應腔結構的自公轉基座，包括基板支架和內嵌基板，所述內嵌基板設置在基板支架的內側，內嵌基板的表面環形陣列開設有多個嵌入開口，嵌入開口內設置有相對應的空腔基板主體，內嵌基板的環形內側設置有內嚙合齒，基板支架的正下方設置有用于驅動的輸出軸，輸出軸的末端安裝有中心齒輪，輸出軸上通過定位軸承連接有行星支撐板，星形支撐板上活動安裝有與空腔基板主體相對應的傳動軸，傳動軸上安裝有與中心齒輪相嚙合的行星齒輪，行星齒輪與內嵌基板的內嚙合齒相嚙合，傳動軸的末端與相對應的空腔基板主體相連接；

所述嵌入開口的內側壁開設有環形嵌入槽，空腔基板主體的環形側壁安裝有與環形嵌入槽相適配的環形嵌入圈，環形嵌入圈嵌入相對應的環形嵌入槽的內側，環形嵌入槽的內側頂部設置有相互銜接的環形阻流槽和環形限流槽，環形嵌入圈與相對應環形阻流槽和環形限流槽契合部分分別設置有環形阻流坡和環形限流坡，環形阻流坡和環形限流坡分別嵌入相對應的環形阻流槽和環形限流槽內；

所述空腔基板主體的內腔頂部開設有安裝槽，安裝槽內安裝有用于工藝氣體沉積升溫的加熱器。

優選的，所述空腔基板主體和內嵌基板的表面均采用高純碳材料制成，空腔基板主體和內嵌基板的高純碳表面均涂有SiC涂層，SiC涂層能夠耐高溫，保障GaN在空腔基板主體的高溫表面穩定沉積。

優選的，所述空腔基板主體的表面、內嵌基板的表面和基板支架的表面相平齊。