一种改善MOCVD波长均匀性的金属有机物化学气相沉积装置的制作方法

本实用新型涉及MOCVD 外延片生产技术领域，特别是MOCVD 外延生产设备——金属有机物化学气相沉积装置的设计技术。

背景技术：

MOCVD是指金属有机物化学气相沉积设备，目前广泛应用于Ⅲ-Ⅴ化合物半导体薄膜材料的生长。载气把MO源带入反应室，在Al₂O₃衬底上反应，沉积形成GaN薄膜材料。衬底放置于高纯石墨制成、表面包裹SiC镀层的石墨盘上，加热器布置在石墨盘下方，通过加热器对石墨盘进行加热，加热温度可达500～1300℃。

目前Aixtron公司的MOCVD Crius1机型加热器的设计为：ZoneA、ZoneB、ZoneC三个部分组成等间距的同心圆，所有加热丝高度保持一致，加热器上方的石墨盘37个片槽由中心向外均匀分部在石墨盘表面，由中心向外周均匀分布共计分为4圈，第一圈中心区域1个片槽，第二圈6个片槽，第三圈12个片槽，第四圈18个片槽，每个片槽设计一致，加热器ZoneA部分主要负责第一圈及第二圈部分片槽加热，ZoneB对应第三圈片槽加热，ZoneC对应第四圈片槽加热。外延生长过程中，MO源通过载气经过SHOWERHEAD进入反应室，随着生长时间的逐步增加，SHOWERHEAD上的MO喷孔会发生孔缩，甚至出现堵塞的现象，造成内外圈的生长速率不一致，导致中心片波长偏短，同时第二圈靠内侧的波长也会偏短。

外延生长完成后，按PL波长、STD分等级送至芯片部门加工成芯片，全点测后芯片部门会按照不同的发光波长再次进行分选。同一片外延片按照波长范围分为若干个Bin，目前市场竞争激烈，客户需求的波长范围越来越窄，基本都集中在453～457nm 。中心片波长偏短，内圈波长STD偏大，导致芯片产出波长分布离散性偏大，直接降低芯片的可出货率。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型目的在于提供一种改善MOCVD波长均匀性的金属有机物化学气相沉积装置。

本实用新型包括石墨盘和布置在石墨盘背部的加热器，所述加热器主要由内部加热钨丝、中部加热钨丝和外部加热钨丝组成，内部加热钨丝、中部加热钨丝和外部加热钨丝自中心向边缘依次等间距同心圆分布，其特征在于所述内部加热钨丝自中心向边缘部分至石墨盘背部的距离逐渐变小，中部加热钨丝、外部加热钨丝和内部加热钨丝最边缘部分至石墨盘背部的距离相等。

本实用新型通过对现有加热器设计进行改良，将加热器ZoneA部分钨丝由外向中心部分高度逐步降低的方式，增加石墨盘背面第一圈、第二圈到加热丝的距离，降低中心区域位置的生长温度，从而改善因内外圈生长速率不一致造成的中心片及第二圈靠内侧的波长同时偏短现象，提高波长命中率，获得均匀性很好的外延片。

进一步地，本实用新型所述内部加热钨丝的中心至石墨盘背部的距离与内部加热钨丝的中心边缘至石墨盘背部的距离相差2～10mm。可进一步调整中心区域温度，以达到进一步提高外延片质量的目的。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图2为图1的俯向透视图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型设有石墨盘2和布置在石墨盘2背部的加热器1。石墨盘2的正面设置自中心向外周均匀分布的四组片槽3。

加热器1由内部加热钨丝4、中部加热钨丝5和外部加热钨丝6组成，内部加热钨丝4为等距的螺旋形设计，中部加热钨丝5和外部加热钨丝6分别为多个同心圆组成。内部加热钨丝4、中部加热钨丝5和外部加热钨丝6自中心向边缘依次等间距同心圆分布。

内部加热钨丝4自中心向边缘部分至石墨盘2的背部的距离逐渐变小，内部加热钨丝4的中心至石墨盘2背部的距离与内部加热钨丝4的边缘至石墨盘2的背部的距离相差h=2～10mm。中部加热钨丝5、外部加热钨丝6和内部加热钨丝4最边缘部分设计在同一高度上，即至石墨盘2的背部的距离相等。