用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构以及SiC外延生长设备制造技术

本申请公开了用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构以及SiC外延生长设备，其中，卫星盘结构包括：多个卫星盘盘体，各卫星盘盘体分别转动安装在石磨盘对应的柱形槽上，卫星盘盘体上具有安装槽；均热密封片，滑动密封设置在卫星盘盘体的安装槽内，均热密封片和安装槽之间形成气腔，均热密封片具有容纳SiC外延片的生长槽，生长槽具有向中间凹陷的凹陷底壁；多根气管，各气管的一端分别与对应的气腔连通，气管通过向气腔内充气或吸气来控制均热密封片在安装槽内的高度。本申请通过改变气腔的体积，来实现精细控制每一片SIC外延片的温度，提高SIC外延片之间的温度均匀性，达到提升良率的目标。目标。目标。

【技术实现步骤摘要】
用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构以及SiC外延生长设备


[0001]本专利技术涉及半导体设备领域，具体涉及用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构以及SiC外延生长设备。

技术介绍

[0002]新一代宽禁带SiC功率半导体制造的关键技术是大面积、高质量SiC(碳化硅)的外延生长，高质量外延片的大小决定了产业化制造的最小尺寸，大面积、高质量SiC外延是目前SiC外延技术的主流与发展方向之一。
[0003]国际上的三家主要SiC外延设备供应商分别是德国Aixtron公司、意大利LPE公司和日本TEL公司。SiC半导体主要用于制造高压功率器件，因而需要生长SiC厚膜，具有“热壁”结构的生长室的SiC外延设备是6英寸高质量SiC外延晶片材料生长的主要设备。
[0004]虽然6英寸单片SiC外延生长系统可以获得较低的表面粗糙度、较高的载流子寿命的SiC厚外延层材料，但其产能比较有限。为了批量制造能力，需要增加更多的单片SiC外延设备机台数量，从而造成制造成本大幅度增加。因此，商用3片6英寸SiC外延生长设备，在提高产能方面拥有极大的优势。
[0005]然而，日本TEL公司提供的3片6英寸SiC外延生长设备存在一个最大的弱点，即3片6英寸SiC晶片没有自旋转功能，只有主盘能够旋转。但是，由于在工业、新能源、轨道交通、电网等领域对于高压、超高压SiC功率器件的一致性常常有非常高的要求，这就使得用于器件制造的SiC外延材料具有非常高的均匀性；不但要求片内具有较高的均匀性(厚度与掺杂浓度等)，而且也要求片间具有较高的均匀性。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述问题，克服至少一个不足，提出了用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构以及SiC外延生长设备。
[0007]本专利技术采取的技术方案如下：
[0008]一种用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构，设置在石墨盘上，所述石磨盘上具有多个柱形槽，用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构包括：
[0009]多个卫星盘盘体，各卫星盘盘体分别转动安装在石磨盘对应的柱形槽上，所述卫星盘盘体上具有安装槽；
[0010]均热密封片，滑动密封设置在所述卫星盘盘体的安装槽内，均热密封片和安装槽之间形成气腔，所述均热密封片具有容纳SiC外延片的生长槽，所述生长槽具有向中间凹陷的凹陷底壁；
[0011]多根气管，各气管的一端分别与对应的气腔连通，所述气管通过向气腔内充气或吸气来控制所述均热密封片在安装槽内的高度。
[0012]本申请通过气管的充气或吸气能够改变气腔的体积，进而控制不同均热密封片在安装槽内的高度，实现均热密封片与加热装置的加热距离的微调控制，实现精细控制每一
片SIC外延片的温度，提高SIC外延片之间的温度均匀性，达到提升良率的目标。本申请均热密封片的生长槽具有凹陷底壁，在SiC外延片受热弯曲后和凹槽能比较好的接触，能够使片内的温度分布均匀。
[0013]于本专利技术其中一实施例中，还包括中空的支撑柱，所述中空的支撑柱设置在石墨盘的柱形槽的底部中央，所述卫星盘盘体的底部具有与所述支撑柱配合的转动槽，转动槽底壁具有与气腔连通的贯穿孔，所述气管的一端伸入所述中空的支撑柱，与所述贯穿孔相对应。
[0014]于本专利技术其中一实施例中，所述卫星盘盘体的外侧具有传动齿轮，用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构还包括转动安装在石磨盘上的主动齿轮以及驱动主动齿轮转动的驱动机构，所述主动齿轮与各传动齿轮啮合。
[0015]于本专利技术其中一实施例中，所述驱动机构为电机或旋转气缸。
[0016]于本专利技术其中一实施例中于，所述气管上安装有控制阀。
[0017]通过控制阀来实现不同气管的单独控制。
[0018]于本专利技术其中一实施例中于，所述凹陷底壁呈圆弧形。
[0019]于本专利技术其中一实施例中，所述柱形槽有三个，绕石磨盘的轴线均匀分布。
[0020]于本专利技术其中一实施例中，还包括与石磨盘连接的中心支柱，所述气管穿设在所述中心支柱上。
[0021]于本专利技术其中一实施例中，所述安装槽的侧壁上端具有防脱环，所述防脱环的内径小于所述均热密封片的外径。
[0022]本申请还公开了一种SiC外延生长设备，包括具有多个柱形槽的石墨盘、安装在石磨盘上的卫星盘结构以及温度探头，所述卫星盘结构为上文所述的用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构，所述温度探头用于探测各生长槽内SiC外延片的温度。
[0023]本专利技术的有益效果是：本申请通过气管的充气或吸气能够改变气腔的体积，进而控制不同均热密封片在安装槽内的高度，实现均热密封片与加热装置的加热距离的微调控制，实现精细控制每一片SIC外延片的温度，提高SIC外延片之间的温度均匀性，达到提升良率的目标。本申请均热密封片的生长槽具有凹陷底壁，在SiC外延片受热弯曲后和凹槽能比较好的接触，能够使片内的温度分布均匀。
附图说明
[0024]图1是用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构与石磨盘的示意图；
[0025]图2是用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构与石磨盘的俯视图。
[0026]图中各附图标记为：
[0027]1、石墨盘；11、柱形槽；2、卫星盘盘体；21、安装槽；211、防脱环；212、气腔；22、转动槽；23、传动齿轮；3、均热密封片；31、生长槽；311、凹陷底壁；4、支撑柱；5、气管；6、主动齿轮；7、中心支柱。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是
本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0029]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0031]下面结合各附图，对本专利技术做详细描述。
[0032]如图1所示，一种用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构，设置在石墨盘1上，石磨盘上具有多个柱形槽11，用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构包括：
[0033]多个卫星盘盘体2，各卫星盘盘体2分别转动安装在石磨盘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构，设置在石墨盘上，所述石磨盘上具有多个柱形槽，其特征在于，用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构包括：多个卫星盘盘体，各卫星盘盘体分别转动安装在石磨盘对应的柱形槽上，所述卫星盘盘体上具有安装槽；均热密封片，滑动密封设置在所述卫星盘盘体的安装槽内，均热密封片和安装槽之间形成气腔，所述均热密封片具有容纳SiC外延片的生长槽，所述生长槽具有向中间凹陷的凹陷底壁；多根气管，各气管的一端分别与对应的气腔连通，所述气管通过向气腔内充气或吸气来控制所述均热密封片在安装槽内的高度。2.如权利要求1所述的用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构，其特征在于，还包括中空的支撑柱，所述中空的支撑柱设置在石墨盘的柱形槽的底部中央，所述卫星盘盘体的底部具有与所述支撑柱配合的转动槽，转动槽底壁具有与气腔连通的贯穿孔，所述气管的一端伸入所述中空的支撑柱，与所述贯穿孔相对应。3.如权利要求1所述的用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构，其特征在于，所述卫星盘盘体的外侧具有传动齿轮，用于提升SIC外延片质量的卫星盘结构还包括转动安装在石磨盘上的主动齿轮以及驱动主动齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李京波，汪禹，钱昊，王小周，
申请(专利权)人：浙江芯科半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：