一种MOCVD使用的双层石墨盘的制作方法

本实用新型属于半导体技术领域，具体涉及MOCVD外延片生产技术，特别是MOCVD外延生产设备——石墨盘的结构设计。

技术背景

近年来，LED芯片广泛地应用于显示屏、背光、照明以及路灯等众多领域，随着LED的大规模应用，市场对于LED的生产效率、生产成本等提出更高的要求，需要外延持续降低LED制造成本，石墨盘作为MOCVD生产过程中的主要耗材，延长使用寿命已成为必然趋势。

然而，目前MOCVD生长使用的石墨盘基本每个Run都要通过炉外高温烘烤来清洁石墨盘表面的反应残留物，导致石墨盘使用寿命必然下降，100多个Run就要更换破损报废的石墨盘，使得生产成本很难降低。

技术实现要素：

为解决石墨盘使用寿命短的问题，本实用新型提出了一种可延长石墨盘使用寿命的MOCVD使用的双层石墨盘。

本实用新型包括母盘和子盘，子盘同心布置在母盘的上方，母盘的直径不大于子盘的直径，子盘上设置若干贯穿子盘的用于放置MOCVD外延衬底的圆孔，在母盘的上表面的边缘连接至少两根垂直并凸出于母盘上表面的圆柱形石英柱，在子盘的下表面设置与圆柱形石英柱配合的凹槽，子盘通过凹槽与圆柱形石英柱的配合实现子盘可分离式连接在母盘上。

本实用新型将原来的单层石墨盘改为可拆分的两层，使用时，将子盘通过下表面的凹槽与凸出于母盘上表面的圆柱形石英柱的配合，达到子盘与母盘的相对位置的固定连接，则可以利用子盘上设置的若干用于放置MOCVD外延衬底的圆孔进入正常的外延工作程序。当MOCVD生长结束时，只需从母盘上取下子盘，放入高温烘烤炉中清洁，母盘继续留在反应腔中，再在母盘上面放入清洁后的子盘，在圆形孔洞中放入衬底（基板）继续生长即可。

由于母盘上表面有子盘的覆盖，始终是洁净的状态，表面不会有Coating沉积，可以继续留在反应腔中，这样母盘避免了取出再进入高温烘烤炉中反复的操作，降低温度反复变化对母盘造成的破坏，可以大幅延长母盘的使用寿命。由于母盘重复使用，也避免了传统石墨盘每炉更换所引入的不同石墨盘间的差异，能使MOCVD系统温度更加稳定，提升产品良率。

另外，由于子盘上用于放衬底的圆孔是贯穿子盘的，可使衬底最终放置在母盘的上表面，衬底温度始终来自于母盘上表面温度的热传递，把受更换子盘而带来温度的影响（虽然子盘规格一致，但不同子盘间还会有少许差异）降到最低，以使在产品制作过程中衬底的受热一致性更好，产品的稳定性和均匀性更强。

进一步地，为了方便加工，方便使用，本实用新型所述圆柱形石英柱为三根，对称布置在母盘的上表面的同一圆周上。

另外，本实用新型在母盘的上表面设置三个圆柱形凹槽，所述三个圆柱形凹槽对称布置在母盘的上表面的同一圆周上，在每个圆柱形凹槽内一一对应插置一根圆柱形石英柱，圆柱形石英柱的上端高于母盘的上表面。以此，通过圆柱形凹槽支撑圆柱形石英柱。三根圆柱形石英柱主要起到连接母盘和子盘的目的，且石英柱受到母盘和子盘的包覆，不会受到反应气体的影响，也不会在石英柱表面沉积过多的反应残留物，石英柱的寿命和整个系统的稳定性大幅增强。

通常母盘的设计厚度大多为8～20mm，因此，本实用新型所述圆柱形凹槽的深度为5～15mm，直径为3mm～10mm。三根圆柱形石英柱主要起到连接母盘和子盘的目的，石英柱高度小于母盘与子盘的总厚度，使石英柱能够被母盘和子盘包覆，石英柱直径越大是为了能承受母盘高速旋转时子盘所受到的作用力，能保证子盘与母盘更好的稳定。

由上下两层石墨盘构成，下盘称为母盘，上盘称为子盘，母盘上表面为平面，边缘设置三个圆柱形石英柱，用于连接子盘；子盘放置于母盘之上，子盘表面留有若干个空心圆孔，圆孔直径为2~6英寸，子盘通过母盘上表面边缘三个石英柱固定在母盘之上，子盘空心圆孔用于放置MOCVD外延生长的衬底（基板）。

母盘厚度8～20mm，边缘三个圆柱形凹槽直径3～10mm，深度5～15mm，相互间隔120°；凹槽中放入的圆柱形石英柱直径3～10mm，高度5～20mm；子盘厚度1～5mm与母盘三个石英柱对应的位置有三个圆柱形孔洞，孔洞直径3～10mm，相互间隔120°，与石英柱相匹配。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图2为母盘的俯向示意图。

具体实施方式

如图2所示，母盘1的厚度为8mm、直径为720 mm，在母盘1的上表面设置三个圆柱形凹槽1-1，三个圆柱形凹槽1-1对称布置在母盘1的上表面边缘的同一圆周上，各个圆柱形凹槽1-1的轴向垂直于母盘1的上表面，各个圆柱形凹槽1-1的深度为5 mm，直径为5 mm。

如图1所示，子盘2的厚度为4mm、直径为720 mm，子盘2同心布置在母盘1的上方，子盘2上设置若干直径为6英寸、贯穿子盘的用于放置MOCVD外延衬底的圆孔2-1。

在子盘2的下表面相对于三个圆柱形凹槽1-1设置三个呈圆柱形的凹槽2-2，各个凹槽2-2的轴向垂直于子盘2的下表面，各个凹槽2-2的深度为2 mm，直径为5 mm。

在各个母盘1的圆柱形凹槽1-1和子盘2的凹槽2-2之间分别插置一根圆柱形石英柱3，每根圆柱形石英柱3的长度为7mm，直径为4.5mm。