涂覆的衬托器和抗弯曲法_2

文档序号:9872075阅读:来源:国知局
硅制成衬托器,因为这些可能已经避免材料朝向叠加的基底迀移的实质问题或在使用期间变形的实质问题。然而,考虑到衬托器必须在给定的使用周期之后被替换的事实,这样的解决方案是相当昂贵的。
[0056]举例来说,衬托器的圆盘形主体的大小可以是:直径200_400mm、厚度5-10mm、凹进部的直径100-200mm,凹进部的深度1-4mm,凹进部的数目从I至1;举例来说,碳化硅的基底的大小(同质外延生长)可以是:250-500μ的厚度和100-200mm的直径;通常,用于电子应用的碳化硅的外延生长的工艺包括2-20μ的沉积,然而该沉积可以延伸至100μ及更多。
[0057]在图2中示出的实施例中,在上表面23上的碳化硅的层27达到凹进部21的内侧25;在图2中示出的实施例中,在上表面23上的碳化硅的层27达到圆盘形主体20的外侧26;通常并且如图2所示,这两种特征被实现。
[0058]通常,下表面24是平坦的,升高的上表面23是平坦的,并且降低的表面22是完全平坦的或略微地凹的。
[0059]下表面24可以整体地或仅在环形区中或仅在中心区中用碳化硅的层来涂覆;事实上,用于变形的补偿是最重要的方面。
[0060]代替地,关于衬托器的上表面23,完整涂层目前为止是优选的;事实上,当衬托器用于碳化硅的外延生长的工艺时,碳化硅因此被再次沉积并且仅沉积在下方的碳化硅上。因此,可以预期的是,在衬托器上的碳化硅的厚度是均匀的(即,与水平位置无关)并且在衬托器的总寿命期间保持均匀。此外,可以预期的是,碳化硅具有在顶部上的均匀的物理特征(与水平位置和竖直位置无关)。
[0061]对于衬托器的总寿命,在下表面24上的碳化硅的层的厚度可以是,例如在从10μ至100μ的范围内。
[0062]对于衬托器的总寿命,在上表面23上的碳化硅的层的厚度可以是,例如在从10μ至100μ的范围内;在衬托器的寿命结束时(S卩,在其可能的维护之前),这样的厚度可以达到并且甚至超过1000μ。
[0063]通常,在上表面23上的碳化硅的层的厚度可以等于或不同于在下表面24上的碳化硅的层的厚度。然而,当在上表面23上的碳化硅的层的厚度大于在下表面24上的碳化硅的层的厚度时,进行实验并且获得了较好的结果,可能是因为由于凹进部21的存在,上层27的面积小于下层28的面积。根据这些实验中的一个,全部由石墨制成的衬托器在外延反应器的反应室中被直接处理;首先,在约1650°C的温度下在氢气流动下,将其脱气持续若干分钟,然后,将“牺牲基底”放置在凹进部中,然后,将约20μ沉积在上表面23上(并且在“牺牲基底”上),然后,将“牺牲基底”从凹进部移除,然后转动衬托器并且将约10μ沉积在下表面24上,然后,转动衬托器,将“牺牲基底”放置在凹进部中并且将约20μ沉积在上表面23上(并且在“牺牲基底”上),最后,将“牺牲基底”从凹进部移除;从所有观点来看,此类衬托器在其总寿命期间提供优良的结果。在所有情况下,值得注意的是,在衬托器的初始处理期间产生的碳化硅的层的性质受到层自身的生产方法影响。
[0064]在图2中示意性地示出的解决方案的变体是可能的。
[0065]凹进部21的内侧25可以用碳化硅的暴露层来涂覆;通过第一近似,该涂层不有助于限制衬托器的弯曲,但可以促进衬托器的生产。
[0066]圆盘形凹进部20的内侧26可以用碳化硅的暴露层来涂覆;通过第一近似,该涂层不有助于限制衬托器的弯曲,但可以促进衬托器的生产。
[0067]降低的上表面22(在图2中是平滑的),可以至少部分地是粗糙的或高低不平的或有凸边的(knurled)。
[0068]凹进部21可以容纳基底支撑元件(参见图10、图11、图12、图13、图14),而不是仅仅一个基底;此类元件可以被稳定地放在凹进部21的底部22处。
[0069]衬托器的圆盘形主体的凹进部可以具有在顶部上和/或在底部处的径向的、环形的加宽部(参见图13和图14)。此类加宽部,特别是上部加宽部,可以被用于容纳支撑元件的对应的加宽部(参见图13和图14);如将在下文被解释的,此类加宽部,特别是下部加宽部,可以具有其他目的。
[0070]凹进部21可以容纳基底支撑元件(参见在图9中的参考数字91)和用于支撑元件的框架(参见在图9中的参考数字97)的组合,而不是仅基底或仅基底和支撑元件;此类框架可以被插入凹进部21中并且然后被稳定地放在凹进部21的底部22处。
[0071]不同于图2,衬托器的凹进部可以可能地至少包括一个通孔,S卩,该通孔从衬托器的圆盘形主体的一个面延伸至另一个面;当图16将被详细地描述时,这种可能性将被更好地理解。
[0072]图3示出用于外延生长的反应器的衬托器,所述衬托器非常不同于在图2中的衬托器。关于石墨主体的涂层,在图3中的衬托器与在图2中的衬托器是类似的(但是不同的)并且因此与已经关于图2中的衬托器所做出的考虑类似的考虑适用。
[0073]其由具有第一面和第二面的全部由石墨制成的实心圆盘形主体30组成。第一面包括适于接收将经受外延生长的基底的圆形凹进部31。
[0074]在图3中的参考数字具有以下含义:参考数字32对应于凸起31的顶部的升高的上表面,参考数字33对应于围绕凸起31的降低的上表面,参考数字34对应于下表面,参考数字35对应于凸起31的外侧,参考数字36对应于圆盘形主体30的外侧,参考数字37对应于在上表面33上的碳化硅的层,参考数字38对应于在下表面34上的碳化硅的层。参考数字20、21、
22、23、24、25、26、27、28和参考数字30、31、32、33、34、35、36、37、38之间的类似和对偶性(duality)是明显的;然而,值得注意的是,虽然侧部25是内部的并且因此可能不直接暴露至前体气体,但侧部35是外部的并且因此通常暴露至前体气体(除非采取特定的措施,例如衬托器之外的保护元件)。
[0075]层37和层38在碳化硅的“外延生长”的工艺(S卩,将碳化硅沉积在待被处理的基底上的工艺)中使用衬托器之前被制造。
[0076]从而,衬托器30的逐渐向外的弯曲可以被大大地限制。
[0077]凸起31的内侧35可以用碳化硅的暴露层来涂覆;通过第一近似,该涂层不有助于限制衬托器的弯曲,但可以促进衬托器的生产。
[0078]圆盘形凹进部30的内侧36可以用碳化硅的暴露层来涂覆;通过第一近似,该涂层不有助于限制衬托器的弯曲,但可以促进衬托器的生产。
[0079]凸起31,如凹进部21—样,也可以直接地或间接地例如借助于支撑元件(参见图15)或基底支撑元件和用于支撑元件的框架的组合接收基底;此类框架可以被安装在凸起31上并且然后被稳定地放在凸起31的顶部32上(为了相似起见,参见图15)。
[0080]举例来说,凸起31可以具有在从Imm至6mm的范围内的高度。
[0081]值得注意的是,凸起31的顶部的表面32可以完全地是平坦的或略微地凹的以及平滑的或粗糙的或高低不平的或有凸边的。
[0082]表面32可以被另外地成形;例如,可以有至少一个凹进部和/或至少一个凸起以允许衬托器主体和基底支撑元件(参见图15)或衬托器主体和框架之间的稳定的机械耦合。
[0083]值得注意的是,在衬托器的主体上产生的碳化硅的层(对应于在图2中的元件27和元件28并且对应于在图3中的元件37和元件38)在外延反应器中使用其之前可以引起主体自身的变形、特别是轻微的反向弯曲(例如,参见图18)。
[0084]先前参考将经受外延生长的基底。此类支撑体被认为并且被设计成与衬托器主体组合地使用;这样的组合形成比根据现有技术的常用的衬托器(参见图1)更复杂的衬托器。在图2和图3中的圆盘形主体肯定地适于该目的,即使在下文将被详细地描述的支撑元件可以与等于这些或不同于这些的衬托器主体一起使用。
[0085]与一个或更多个支撑体组合的衬托器主体大体上由具有第一面和第二面的通常实心的圆盘形主体组成;第一面包括适于间接地接收基底的至少一个区,即用于基底的支撑元件。
[0086]支撑元件被放置在该区中;例如,在凹进部的情况下,支撑元件通常被插入凹进部中并且然后被放在其底部处(参见图10、图11、图12、图13、图14);在凸起的情况下,支撑元件通常被安装在凸起上并且被放在顶部上(参见图15)。
[0087]从图4至图9的图还示出基底2000,以更好地理解基底;基底2000由碳化硅制成,因为这是本发明的最典型的应用,然而本发明不限于碳化硅基底;基底2000具有平坦面,因为这是典型的,即使本发明不限于具有平坦面的基底。
[0088]支撑元件包括至少一个圆形圆盘。
[0089]在图4中的实施例的情况下,元件由平坦的圆形圆盘41组成;圆盘41的基底2000安置于其上的表面可以完全地是平坦的或略微地凹的;圆盘的直径略微地大于基底的直径,例如大于举例来说,圆盘41的厚度可以是在从Imm至3mm的范围内。
[0090]支撑元件可以包括具有相对于圆盘被升高的环形边缘的圆形圆盘;从而,基底可以被容纳于其中的凹进部被界定。在图5中的实施例的情况下,元件由具有升高边缘52的平坦的圆形圆盘51组成;升高边缘的厚度是均匀的并且约等于圆盘的厚度,S卩,例如,l-3mm。另外,举例来说,元件的总厚度可以是在从2mm至4mm的范围内并且凹进部的深度可以是在从250μ至ΙΟΟΟμ的范围内。<
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