Mocvd設(shè)備的石墨托盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于MOCVD設(shè)備的托盤，包括盤體(10)和覆蓋于盤體的該上表面的托蓋(20)，盤體(10)呈一扁圓柱形，其上表面為平整面。盤體可由石墨材料形成，上表面覆蓋有一層碳化硅保護(hù)層托蓋的上表面設(shè)置有凹槽，所述凹槽(21)用于容納進(jìn)行MOCVD工藝的襯底。托蓋可由石英材料形成。本發(fā)明具有改善MOCVD設(shè)備中的石墨托盤的使用壽命及其適用性，使之能適用于不同尺寸、形狀的襯底優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】MOCVD設(shè)備的石墨托盤

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及MOCVD的設(shè)備，特別是一種用于MOCVD設(shè)備中的石墨托盤，該石墨托盤帶有石英托蓋，該石英托蓋能適應(yīng)于不同的襯底。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體材料是生產(chǎn)半導(dǎo)體器件必需的材料，是半導(dǎo)體器件應(yīng)用中的基礎(chǔ)，它決定和支撐著整個(gè)半導(dǎo)體電子產(chǎn)品的水平和發(fā)展。目前半導(dǎo)體材料中最重要的一種就是半導(dǎo)體外延材料，它通常包括很多層，有襯底材料、緩沖層(η型、P型或者本征半導(dǎo)體材料)、有源區(qū)、接觸層(P型或者η型)，其應(yīng)用范圍包括微電子、光電子器件電路，如LED、LD、PD、IC等等。制備半導(dǎo)體外延材料的方法種類很多，其中MOCVD方法是目前產(chǎn)業(yè)界制備化合物外延材料尤其是光電子材料的主要手段。
[0003]MOCVD方法相對于其他方法，如MBE、LPE、PLD等，具有生長效率較高、控制精度更好、成本相對較低的優(yōu)勢，是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)上普遍采用的方法。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有每爐一次生長數(shù)十片到近百片的外延片，實(shí)際的生產(chǎn)能力依然受到很大限制。例如，曾經(jīng)報(bào)道的95片2英寸的GaAs MOCVD外延爐使用量并不高，而當(dāng)前廣泛被業(yè)界認(rèn)可的氮化物MOCVD外延爐，最大的只不過是Veeco的54片2英寸機(jī)和Aixtron的56片2英寸機(jī)。隨著對半導(dǎo)體外延材料需求的增加，尤其是對于量大面廣的LD、LED等光電子外延材料的需求增加，采用新的設(shè)備設(shè)計(jì)以進(jìn)一步增加產(chǎn)能、降低成本顯得非常重要。
[0004]其中MOCVD外延生長中所用到的裝載襯底片的石墨托盤，是MOCVD設(shè)備中十分重要的部件。III族氮化物外延生長中用到的石墨托盤，為了避免氨氣、氫氣等氣體對石墨的腐蝕作用，一般在石墨托盤的表面會(huì)鍍一層薄的均勻的碳化硅保護(hù)層。材料的外延生長中對該碳化硅保護(hù)層的均勻性、一致性、導(dǎo)熱性要求非常高，對其壽命也有一定的要求。以54片2英寸的石墨托盤為例，其價(jià)格為30000人民幣以上，是MOCVD設(shè)備中比較昂貴的耗材。如何降低石墨托盤的生產(chǎn)成本、提高其使用壽命，對降低MOCVD設(shè)備使用成本有很大的作用。
[0005]作為MOCVD設(shè)備中的昂貴耗材，石墨托盤的成本及壽命直接決定了 MOCVD設(shè)備的運(yùn)行成本。在高溫狀況下運(yùn)行的石墨托盤，卡槽邊緣為易損傷的位置。為了適應(yīng)不同襯底形狀、尺寸的外延生長，常常需要重新設(shè)計(jì)石墨托盤放置襯底片的凹槽。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在改善MOCVD設(shè)備中的石墨托盤的使用壽命及其適用性，使之能適用于不同尺寸、形狀的襯底。
[0007]本發(fā)明在托盤的頂部固定一個(gè)托蓋，以適應(yīng)不同尺寸、不通形狀的襯底外延生長。
[0008]本發(fā)明提出一種用于MOCVD設(shè)備的托盤,包括:盤體,呈一扁圓柱形其上表面為平整面；托蓋，其覆蓋于所述盤體的該上表面。
[0009]一種實(shí)施方式是，所述盤體由石墨材料形成。
[0010]一種實(shí)施方式是，所述盤體的所述上表面覆蓋有一層保護(hù)層。
[0011]一種實(shí)施方式是，所述保護(hù)層由碳化硅材料構(gòu)成。
[0012]一種實(shí)施方式是，所述保護(hù)層的厚度為l-10nm。
[0013]一種實(shí)施方式是，所述托蓋的下表面完全覆蓋并緊貼所述盤體的上表面。
[0014]一種實(shí)施方式是，所述托蓋通過卡槽與盤體固定。
[0015]一種實(shí)施方式是，所述托蓋的上表面設(shè)置有凹槽,所述凹槽用于容納進(jìn)行MOCVD工藝的襯底。
[0016]一種實(shí)施方式是，所述托蓋由石英材料形成。
[0017]一種實(shí)施方式是，所述凹槽為圓形或方形。
[0018]本發(fā)明通過在盤體的上表面設(shè)置一個(gè)托盤，并使托盤的上表面設(shè)置有凹槽，使得石英托蓋能夠形成獨(dú)立的襯底片pocket，用來替換傳統(tǒng)具有加工成凹槽的涂布有碳化硅涂層的石磨盤，能夠改善石磨盤的使用壽命，并且能夠適用不同的襯底需求，降低MOCVD的運(yùn)行成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明做詳細(xì)的描述，其中:
[0020]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于MOCVD設(shè)備的托盤的盤體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于MOCVD設(shè)備的托盤的托蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是圖1和圖2所示的實(shí)施例中帶有托蓋的托盤的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的用于MOCVD設(shè)備的托盤的另一實(shí)施方式的托蓋的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明提供一種改善MOCVD設(shè)備中裝載襯底片的托盤，該托盤的具有長的使用壽命及高的適應(yīng)性。該托盤的大小可以是適應(yīng)不同的反應(yīng)室要求而進(jìn)行變化，其下部為盤體，盤體表面有碳化硅保護(hù)層。并且，盤體表面為平整的表面。
[0025]此外，該托盤在盤體上固定有托蓋。托蓋的材料優(yōu)選為石英，石英托蓋的尺寸稍大于石墨托盤，以便石英托蓋能罩在盤體的上表面，且石英托蓋的下表面緊貼盤體的上表面。石英托蓋的上表面被分隔成不同的形狀，以適應(yīng)不同形狀、尺寸襯底的需要。
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0027]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于MOCVD設(shè)備的托盤的盤體的結(jié)構(gòu)示意圖，該圖為俯視圖。如圖1所示，該實(shí)施例的的托盤的盤體10呈一扁圓柱形其上表面為平整面，且覆蓋有一層保護(hù)層。所述盤體10可由石墨形成，也可有其他耐高溫的材料形成；所述保護(hù)層可以是碳化硅，也可由其他耐高溫、耐氨氣腐蝕的保護(hù)層，并且具有良好的導(dǎo)熱能力。盤體10大小可以是適應(yīng)不同的反應(yīng)室要求而進(jìn)行變化。在該實(shí)施例中，盤體為石墨形成，其保護(hù)層是厚度為1-1Onm的碳化硅，碳化硅可通過噴涂方法或者粉末冶金的方法形成于石墨盤體上。圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于MOCVD設(shè)備的托盤的托蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。該托蓋固定在圖1所示的盤體10上。如圖2所示，該托蓋20的上表面設(shè)置有凹槽21，該凹槽21用于容納進(jìn)行MOCVD工藝的襯底。因此，其形狀優(yōu)選為與所要進(jìn)行MOCVD工藝的襯底的形狀一致，尺寸略大于襯底的尺寸。凹槽21可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，其深度在300-800 μ m之間。所述托蓋20可由石英材料形成，或者其他耐高溫、耐氨氣腐蝕的材料形成。
[0028]圖3是圖1和圖2所示的實(shí)施例中帶有托蓋的托盤的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，托蓋20罩在盤體10的上面，托蓋20的下表面完全覆蓋并緊貼盤體10的上表面。托蓋20通過卡槽與盤體10固定。托蓋可與盤體自由拆卸，方便設(shè)備的維護(hù)與使用。
[0029]圖1?圖3的實(shí)施例是本發(fā)明的一種具體的實(shí)施方式，本發(fā)明還可以由其他的方式實(shí)施。例如，圖4是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的托蓋的示意圖，如圖4所示，托盤20是由方形的凹槽21分隔成可以放置方形襯底。此外，托蓋20可以設(shè)計(jì)成由各種形狀的凹槽分隔成的區(qū)域，用來放置不通尺寸、形狀的襯底，而不僅僅局限于方形、圓形或者兩寸、四寸的襯
。
[0030]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，包括: 盤體(10)，呈一扁圓柱形，其上表面為平整面； 托蓋(20)，覆蓋于所述盤體(10)的該上表面。
2.如權(quán)利要求1所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述盤體(10)由石墨材料形成。
3.如權(quán)利要求1所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述盤體的所述上表面覆蓋有一層保護(hù)層。
4.如權(quán)利要求3所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述保護(hù)層由碳化硅材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求3或4所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述保護(hù)層的厚度為1-1Onm0
6.如權(quán)利要求1所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述托蓋(20)的下表面完全覆蓋并緊貼所述盤體(10)的上表面。
7.如權(quán)利要求6所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述托蓋(20)通過卡槽與盤體(10)固定。
8.如權(quán)利要求1、6、7中任一項(xiàng)所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述托蓋(20)的上表面設(shè)置有凹槽(21)，所述凹槽(21)用于容納進(jìn)行MOCVD工藝的襯底。
9.如權(quán)利要求8所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述托蓋(20)由石英材料形成。
10.如權(quán)利要求8所述的用于MOCVD設(shè)備的托盤，其特征在于，所述凹槽為圓形或方形。
【文檔編號】C30B25/12GK104451605SQ201410818493
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】紀(jì)攀峰, 孔慶峰, 王文軍, 胡強(qiáng), 馬平, 曾一平, 王軍喜, 李晉閩 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所