石墨载盘及具有其的MOCVD反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种石墨载盘及具有其的MOCVD反应装置，石墨载盘呈圆形，且由石墨载盘中心朝向边缘的方向上，石墨载盘包括里圈区域、中圈区域及外圈区域，石墨载盘上设有若干用于承载4英寸衬底的凹槽，凹槽包括位于里圈区域的里圈凹槽、位于中圈区域的中圈凹槽及位于外圈区域的外圈凹槽，里圈区域设有6个里圈凹槽。本发明专利技术通过调整里圈凹槽的位置，使得里圈区域可以放置6个里圈凹槽，实现了4英寸外延生产的最大载片数，同时，可以有效改善现有石墨载盘技术在外延片生长过程中产生的圈位电压差异。

【技术实现步骤摘要】
石墨载盘及具有其的MOCVD反应装置
本专利技术涉及气相沉积领域，尤其涉及一种石墨载盘及具有其的MOCVD反应装置。
技术介绍
MOCVD(Metal-OrganicChemicalVaporDeposition，金属有机化合物化学气相沉积)是在气相外延生长(VapourPhaseEpitaxy，VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。MOCVD是制备化合物半导体外延材料的核心设备，以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，主要用于生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料，涵盖了所有常见半导体，有着非常广阔的市场前景。现有技术的MOCVD反应装置一般包括：相对设置的喷淋头和石墨载盘，喷淋头用于提供反应气体，石墨盘内具有多个凹槽，每个凹槽内对应放置一片衬底，在石墨载盘的下方还有加热装置，以对石墨载盘进行加热，石墨载盘受热升温，能够以热辐射和热传导方式对衬底进行加热，在进行MOCVD工艺时，反应气体自喷淋头的小孔进入石墨载盘上方的反应区域，衬底由于加热装置的热传导加热而具有一定的温度，该温度使得反应气体之间进行化学反应，从而在衬底表面沉积外延材料层。现有的石墨载盘因为凹槽摆放位置的关系，产能及性能都存在缺陷，在目前LED外延厂追求产能、提高性能的要求下，迫切需要一种新型石墨载盘，能够具有更高的单产及更好的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨载盘及具有其的MOCVD反应装置，其可以大大提高产能及芯片性能。为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供一种石墨载盘，所述石墨载盘呈圆形，且由所述石墨载盘中心朝向边缘的方向上，所述石墨载盘包括里圈区域、中圈区域及外圈区域，所述石墨载盘上设有若干用于承载4英寸衬底的凹槽，所述凹槽包括位于里圈区域的里圈凹槽、位于中圈区域的中圈凹槽及位于外圈区域的外圈凹槽，所述里圈区域设有6个里圈凹槽。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述石墨载盘还包括位于所述凹槽内的若干支撑件，于所述石墨载盘的厚度方向上，若干支撑件等高。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述中圈区域设有12个中圈凹槽，所述外圈区域设有18个外圈凹槽。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述凹槽为圆形凹槽。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，若干里圈凹槽的中心连成里圈中心线，若干中圈凹槽的中心线连成中圈中心线，所述中圈中心线与所述里圈中心线之间形成中间区域，所述中间区域包括对应若干里圈凹槽的第一区域、对应若干中圈凹槽的第二区域及对应剩余部分的交接区域，所述衬底用于成型外延片，对应所述里圈凹槽的外延片的工作电压为第一电压，对应所述中圈凹槽的外延片的工作电压为第二电压，所述第一电压与所述第二电压之间具有电压差，所述交接区域的面积与所述电压差之间为正相关。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述交接区域的面积不大于30000mm2。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述石墨大盘具有中心点，任意两个外圈凹槽之间具有外圈交接区，所述中心点至所述外圈交接区之间形成基准线，所述中心点与所述里圈凹槽的中心之间的第一连线与所述基准线之间的最小夹角为10°，所述中心点与所述中圈凹槽的中心之间的第二连线与所述基准线之间的最小夹角为5°，所述中心点与所述外圈凹槽的中心之间的第三连线与所述基准线之间的最小夹角为10°。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，任一里圈凹槽的中心与相邻的两个中圈凹槽的中心之间的连线呈正三角形。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，任一里圈凹槽与相邻的里圈凹槽或中圈凹槽均接触。为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供一种MOCVD反应装置，包括如上中任意一项技术方案所述的石墨载盘、位于所述石墨载盘下方的加热装置、反应腔及源供给系统，所述石墨载盘位于所述反应腔内，所述源供给系统用于为反应腔提供反应气体。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术一实施方式通过调整里圈凹槽的位置，使得里圈区域可以放置6个里圈凹槽，实现了4英寸外延生产的最大载片数，同时，可以有效改善现有石墨载盘技术在外延片生长过程中产生的圈位电压差异。附图说明图1是本专利技术一实施方式的MOCVD反应装置示意图；图2是本专利技术一实施方式的石墨载盘示意图；图3是本专利技术一实施方式的石墨载盘另一示意图；图4是本专利技术一实施方式的单个里圈凹槽对应的交界区域的面积与电压差之间的关系图。具体实施方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。结合图1，为本专利技术一实施方式的MOCVD反应装置100的示意图。这里的MOCVD反应装置100以VeecoK868机型为例。MOCVD反应装置100包括石墨载盘10、挡板20、加热装置30、罩体40及集灰环50等。在本实施方式中，石墨载盘10位于MOCVD反应装置100的反应腔S内，石墨载盘10为石墨压制形成的石墨大盘，石墨载盘10上形成有承载衬底的若干凹槽101。石墨载盘10呈圆形，石墨载盘10的中心固定于驱动轴60上以实现石墨载盘10的旋转，MOCVD反应装置100还包括源供给系统70等结构，源供给系统70用于为反应腔S提供反应气体，石墨载盘10旋转可使得反应气体均匀沉积在各个衬底上。在本实施方式中，挡板20呈中空环状，且挡板20环绕石墨载盘10设置，挡板20能够上下移动，从而能够充分的满足MOCVD自动化生产的要求。在MOCVD设计中，其最重要的部分在于反应腔S内部流场及热场的设计，只有设计最合适的流场及热场才能使反应腔S内部的反应过程平稳进行，提高反应物源材料的利用率，并提高沉积薄膜的质量，在垂直式MOCVD中，设置于石墨载盘10旁边的挡板20显得尤其重要，其直接影响石墨载盘10上方的流场分布，并且由于该挡板20离石墨载盘10很近，其对石墨载盘10表面的温场分布也具有一定程度的影响，挡板20可在生长过程中为反应腔S提供一个环绕型稳定的空间，气流经过反应腔S不会有气流乱串本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨载盘，其特征在于，所述石墨载盘呈圆形，且由所述石墨载盘中心朝向边缘的方向上，所述石墨载盘包括里圈区域、中圈区域及外圈区域，所述石墨载盘上设有若干用于承载4英寸衬底的凹槽，所述凹槽包括位于里圈区域的里圈凹槽、位于中圈区域的中圈凹槽及位于外圈区域的外圈凹槽，所述里圈区域设有6个里圈凹槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨载盘，其特征在于，所述石墨载盘呈圆形，且由所述石墨载盘中心朝向边缘的方向上，所述石墨载盘包括里圈区域、中圈区域及外圈区域，所述石墨载盘上设有若干用于承载4英寸衬底的凹槽，所述凹槽包括位于里圈区域的里圈凹槽、位于中圈区域的中圈凹槽及位于外圈区域的外圈凹槽，所述里圈区域设有6个里圈凹槽。


2.根据权利要求1所述的石墨载盘，其特征在于，所述石墨载盘还包括位于所述凹槽内的若干支撑件，于所述石墨载盘的厚度方向上，若干支撑件等高。


3.根据权利要求1所述的石墨载盘，其特征在于，所述中圈区域设有12个中圈凹槽，所述外圈区域设有18个外圈凹槽。


4.根据权利要求1所述的石墨载盘，其特征在于，所述凹槽为圆形凹槽。


5.根据权利要求4所述的石墨载盘，其特征在于，若干里圈凹槽的中心连成里圈中心线，若干中圈凹槽的中心线连成中圈中心线，所述中圈中心线与所述里圈中心线之间形成中间区域，所述中间区域包括对应若干里圈凹槽的第一区域、对应若干中圈凹槽的第二区域及对应剩余部分的交接区域，所述衬底用于成型外延片，对应所述里圈凹槽的外延片的工作电压为第一电压，对应所述中圈凹槽的外延片的工作电压为第二电压，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，陶冠群，饶晓松，王明，刘敏，蒲健，
申请(专利权)人：聚灿光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32