一种机械式自转mocvd副衬托盘的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机械式自转MOCVD副衬托盘，包括：衬底置放盘，其上置放有待被气相沉积的衬底；衬底齿轮，其固接在衬底置放盘的下方；第一驱动机构，其驱动所述衬底齿轮沿第一方向转动，衬底齿轮带动所述衬底置放盘转动。本发明打破了现有技术的偏见，即认为衬底置放盘不能够用齿轮驱动，而必须用气流驱动。本发明的衬底置放盘在齿轮的驱动下，运转更加平稳，使得气相沉积的效果更佳。
【专利说明】—种机械式自转MOCVD副衬托盘
【技术领域】
[0001]本发明涉及气相沉积【技术领域】，尤其涉及一种机械式自转MOCVD副衬托盘。
【背景技术】
[0002]气相沉积是利用气相中发生的物理、化学过程，在衬底表面形成功能性或装饰性的金属、非金属或化合物涂层。常见的气相沉积有M0CVD，就是金属有机化合物化学气相沉积。为了让气相沉积更加均匀，提高沉积的质量，承载衬底的托盘需要均匀地转动。托盘温度的均匀性与转动的均匀性同为影响衬底通过气相沉积形成的外延生长片的均匀性的重要因素。而现有技术中，是通过在托盘下方设置气流通道，让气流带动托盘旋转。因此气流的稳定性和与托盘的作用关系显得尤为重要。
[0003]为得到均匀性高的衬底的外延生长片，现有人开发出一种新式衬底托盘。上述衬底托盘由一个主转盘与位于主转盘上的多个衬底托盘所构成。主转盘与多个衬底托盘在工作时，都以匀速转动的方式运行。请参考图1，图1显示的是主转盘。主转盘的周缘部分设置有置放衬底托盘的多个置放位33。图1中的主转盘上有6个置放位，而在实际应用中置放位不能超过7个。原因是在图1中可以看到，置放位处设置有弧形的气流通道，置放在主转盘上的衬底托盘是依靠在气流通道中涌动的气流带动衬底托盘向一个方向旋转。而气流的承载能力有限，如果超过7个衬底托盘，就会造成转速不稳定。主转盘的中部34和中心孔35用于置放主转盘自身的驱动机构。主转盘自身在驱动机构的带动下，向与弧形气流通道相反的方向转动。主转盘带动所有衬底托盘向同一个方向转动，而所有衬底托盘又相对于主转盘向另一个方向转动。主转盘相当于是公转，衬底托盘相当于是自传。诸如蓝宝石衬底之类的衬底置放在衬底托盘上。每一个衬底托盘可以置放一个衬底，也可以置放多个衬底。在置放多个衬底的情况下，衬底托盘上包括多个彼此边缘彼此相切的圆柱形托片，每个圆柱形托片上置放一个衬底。
[0004]这样主转盘与衬底托盘向两个相反的方向转动，客观上相当于加速了衬底的转动速度，以便气相沉积更加均匀。
[0005]在现有的自转MOCVD副衬托盘中，采用气流带动衬底托盘是为了保持整洁，避免其它传动机构在传动摩擦的过程中产生细小颗粒物干扰外延生长片的生长质量。
[0006]在这种方式下，衬底托盘温度的均匀性与气体流的均匀性主要依赖于上述主转盘和衬底托盘的公转与自转。
[0007]其中，衬底托盘自转运动原理是:通过预先设置螺旋形态的气体流通道在主转盘的衬底托盘置放位33出，从而使气体能够通过上述螺旋形态的气体流通道导入/导出，进而能够使衬底托盘轻微浮动，从而达到使衬底托盘能够悬空并旋转的目的。
[0008]但是在悬空状态下，势必无法保证衬底托盘的转速保持高度的均匀。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种旋转更稳定、更均匀的衬底托盘。[0010]本发明的另一个目的在于提供一种能够生产出更高质量外延生长片的机械式自转MOCVD副衬托盘。
[0011]为此，本发明提供了一种机械式自转MOCVD副衬托盘，包括:衬底置放盘，其上置放有待被气相沉积的衬底；衬底齿轮，其固接在衬底置放盘的下方；第一驱动机构，其驱动所述衬底齿轮沿第一方向转动，衬底齿轮带动所述衬底置放盘转动。 [0012]优选的是，所述的机械式自转MOCVD副衬托盘还包括:抽气装置，其在所述衬底齿轮的下方执行抽气操作。
[0013]优选的是，所述的机械式自转MOCVD副衬托盘还包括:转盘，其由第二驱动装置驱动沿第二方向转动，所述第二方向与第一方向相反；
[0014]所述转盘上设置有所述衬底置放盘和所述第一驱动机构，所述衬底置放盘随着所述转盘燕第二方向转动，又在第一驱动机构的作用下相对于所述转盘沿第一方向转动。
[0015]优选的是，所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，所述第一驱动机构为中心齿轮，其设置在所述转盘的中心上方，所述中心齿轮与所述衬底齿轮相啮合，所述中心齿轮相对于所述转盘转动。
[0016]优选的是，所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，所述衬底置放盘有多个，均匀分布在所述转盘的边缘部分，每个衬底置放盘下方的衬底齿轮均与位于转盘中心上方的中心齿轮啮合，中心齿轮转动带动所有衬底置放盘转动。
[0017]优选的是，所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，还包括:罩盖，其覆盖在转盘的上方，且罩盖上开口，衬底置放盘从开口处伸出。
[0018]优选的是，所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，每一个衬底置放盘中包括多个衬底置放台，每个衬底置放台上置放一个衬底。
[0019]优选的是，所述的机械式自转MOCVD副衬托盘还包括:壳体，所述转盘设置在壳体的底部，衬底置放盘也位于壳体内，壳体的侧壁具有中空夹层，且侧壁的高于衬底放置盘的位置处设置有多个与中空夹层贯通的气孔。
[0020]优选的是，所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，所述抽气装置在壳体内执行抽
气操作。
[0021]本发明的有益效果是:发明人通过实验发现，在衬底置放盘的下方设置齿轮，通过齿轮传动带动衬底置放盘旋转并不一定会产生漂浮到衬底上方的微末，也不会影响衬底上气相沉积的外延生长片的生长质量。由此克服了衬底置放盘必须由气流驱动的技术偏见。并且，还可以在衬底置放盘的下方设置抽气装置，以及时将齿轮摩擦产生的微末吸走，避免漂浮到衬底上方。
[0022]而用齿轮带动衬底置放盘，显然要比用气流带动的稳定性和均匀性提升很多。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为现有技术中，主转盘的结构示意图；
[0024]图2为本发明的机械式自转MOCVD副衬托盘的结构示意图；
[0025]图3为本发明的机械式自转MOCVD副衬托盘的俯视示意图。
【具体实施方式】[0026]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0027]如图2所示，本发明提供的机械式自转MOCVD副衬托盘包括:衬底置放盘3，其上置放有待被气相沉积的衬底。如图3所示，衬底54放置在衬底置放盘3上。图3中的每一个衬底置放盘3中设置有多个衬底54，在图3中是7个。
[0028]衬底齿轮55，如图3所示，在衬底放置盘的边缘绘出的齿线即代表位于衬底置放盘下方的齿轮。
[0029]衬底齿轮55固接在衬底置放盘3的下方。第一驱动机构，其驱动所述衬底齿轮沿第一方向转动，衬底齿轮带动所述衬底置放盘转动。这个驱动机构可以是电机，每一个衬底齿轮下方均可以带一个电机。也可以是带动所有衬底齿轮共同旋转的一个电机。
[0030]所述的机械式自转MOCVD副衬托盘还包括:抽气装置(图中未示出)，其在所述衬底齿轮的下方执行抽气操作。这样如果齿轮在啮合的过程中，产生微末或细屑，可以及时地被抽气装置从下方抽走，而避免蔓延到上方，污染气相沉积过程。
[0031]所述的机械式自转MOCVD副衬托盘还包括:转盘1，其由第二驱动装置驱动沿第二方向转动，所述第二方向与第一方向相反。第二驱动装置也可以是一个电机，电机的输出轴可以深入到转盘I中部的轴孔中，由此带动转盘I旋转。转盘I旋转时，位于转盘I上面的衬底放置盘3也随着转盘I转动。但是同时,衬底放置盘3也相对于转盘I向相反的方向转动。
[0032]转盘I上设置有所述衬底置放盘3和所述第一驱动机构，所述衬底置放盘随着所述转盘燕第二方向转动，又在第一驱动机 构的作用下相对于所述转盘沿第一方向转动。
[0033]所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，所述第一驱动机构为中心齿轮2，其可以通过轴22设置在所述转盘的中心上方。轴22插入到转盘I中心的轴孔11中。所述中心齿轮2与所述衬底齿轮54相啮合，所述中心齿轮2 (图3中也显示出了一种位于中部的齿轮56)相对于所述转盘转动。中心齿轮2与衬底齿轮54啮合，这样当中心齿轮2旋转时，衬底齿轮54都会发生转动。
[0034]所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，所述衬底置放盘有多个，图3中为8个，突破了气流驱动的衬底托盘不能超过7个的界限。衬底置放盘均匀分布在所述转盘I的边缘部分，每个衬底置放盘下方的衬底齿轮均与位于转盘中心上方的中心齿轮啮合，中心齿轮转动带动所有衬底置放盘转动。
[0035]所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，还包括:罩盖4，其覆盖在转盘的上方，且罩盖4上开口，衬底置放盘从开口处伸出。设置罩盖4是为了进一步防止齿轮的摩擦产生的细末落入到衬底的外延生长片上。
[0036]所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，每一个衬底置放盘中包括多个衬底置放台，每个衬底置放台上置放一个衬底。如图3所示，在一个衬底置放台上置放7个衬底54。
[0037]所述的机械式自转MOCVD副衬托盘还包括:壳体(图中未示出)，所述转盘设置在壳体的底部，衬底置放盘也位于壳体内，壳体的侧壁具有中空夹层，且侧壁的高于衬底放置盘的位置处设置有多个与中空夹层贯通的气孔。这样转盘和衬底置放盘都位于壳体内，而在衬底置放盘上方侧部，也就是壳体的侧壁处，设置有气孔。当抽气装置在衬底置放盘下方执行抽气操作时，会通过气孔影响衬底上方的气体，使得气相沉积的气体更加均匀，并且也能够防止受到微末的影响。
[0038]所述的机械式自转MOCVD副衬托盘中，所述抽气装置在壳体内执行抽气操作。
[0039]本发明极大地提高了产品是使用寿命。传统气流驱动的托盘的使用寿命大约仅为3~6个月，且价格在30，000美元。而本发明能够延长托盘的寿命至少一倍以上，成本也有所降低。
[0040]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与`描述的图例。
【权利要求】
1.一种机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，包括: 衬底置放盘，其上置放有待被气相沉积的衬底； 衬底齿轮，其固接在衬底置放盘的下方； 第一驱动机构，其驱动所述衬底齿轮沿第一方向转动，衬底齿轮带动所述衬底置放盘转动。
2.如权利要求1所述的机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，还包括: 抽气装置，其在所述衬底齿轮的下方执行抽气操作。
3.如权利要求2所述的机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，还包括: 转盘，其由第二驱动装置驱动沿第二方向转动，所述第二方向与第一方向相反； 所述转盘上设置有所述衬底置放盘和所述第一驱动机构，所述衬底置放盘随着所述转盘燕第二方向转动，又在第一驱 动机构的作用下相对于所述转盘沿第一方向转动。
4.如权利要求3所述的机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，所述第一驱动机构为中心齿轮，其设置在所述转盘的中心上方，所述中心齿轮与所述衬底齿轮相啮合，所述中心齿轮相对于所述转盘转动。
5.如权利要求4所述的机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，所述衬底置放盘有多个，均匀分布在所述转盘的边缘部分，每个衬底置放盘下方的衬底齿轮均与位于转盘中心上方的中心齿轮啮合，中心齿轮转动带动所有衬底置放盘转动。
6.如权利要求5所述的机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，还包括: 罩盖，其覆盖在转盘的上方，且罩盖上开口，衬底置放盘从开口处伸出。
7.如权利要求5或6所述的机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，每一个衬底置放盘中包括多个衬底置放台，每个衬底置放台上置放一个衬底。
8.如权利要求7所述的机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，还包括: 壳体，所述转盘设置在壳体的底部，衬底置放盘也位于壳体内，壳体的侧壁具有中空夹层，且侧壁的高于衬底放置盘的位置处设置有多个与中空夹层贯通的气孔。
9.如权利要求8所述的机械式自转MOCVD副衬托盘，其特征在于，所述抽气装置在壳体内执行抽气操作。
【文档编号】C23C16/458GK103556130SQ201310552093
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】金英镐, 金相模 申请人:北京希睿思科技有限公司