一种MOCVD设备用石墨盘的制作方法

一种mocvd设备用石墨盘
技术领域
1.本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种mocvd设备用石墨盘。


背景技术：

2.mocvd是在气相外延生长(vpe)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。mocvd设备中使用的石墨盘是目前外延生长最重要的配件之一。
3.石墨盘由高纯石墨组成，目前常用的石墨盘都是圆形，在石墨盘上分布有一些圆形的凹槽，这些凹槽即用于放置衬底。使用时，衬底放置于石墨盘上，通过灯丝或者射频进行加热，加热温度为500～1200℃。
4.现有技术中，石墨盘上形成有多个相互连通的小盘，小盘的平边朝外，外延片放置在小盘上，由于外延片边缘由于靠近盘槽，温度较高，高温将影响外延片晶体的生长质量；且当外延片在石墨盘上转动时，平边两个尖角与盘槽边缘相抵触，当受到高温膨胀时易导致崩角。


技术实现要素：

5.基于此，本实用新型的目的是提供一种mocvd设备用石墨盘，解决背景技术中石墨盘边缘温度较高导致晶体生长质量较差问题。
6.本实用新型提供一种mocvd设备用石墨盘，用于承载晶圆片，石墨盘包括盘主体，盘主体的顶部设有多个下陷，下陷围成一承载空间，晶圆片设于承载空间内；
7.下陷包括底面以及自底面的边缘向上延伸的弧面侧壁及平面侧壁，弧面侧壁与平面侧壁衔接，承载空间由底面、弧面侧壁及平面侧壁围合而成，底面的边缘设有凹槽，弧面侧壁及平面侧壁通过凹槽与底面光滑过渡连接。
8.本实用新型上述实施例当中的mocvd设备用石墨盘，通过在石墨盘上设置多个向下凹陷的底面，底面的边缘设有一圈凹槽，该凹槽可避免晶圆片的边缘直接接触底面的边缘，因此可避免将底面上的温度传递至晶圆片的边缘，避免了晶圆的边缘高温，影响晶圆片生长，从而解决了背景技术中石墨盘边缘温度较高导致晶体生长质量较差的问题，提高了晶圆片的生长温度。
9.进一步的，凹槽包括弧边槽及平边槽，弧边槽光滑连接弧面侧壁与底面，平边槽光滑连接平面侧壁与底面，弧边槽与平边槽连接；盘主体上还设有缓冲槽，缓冲槽设于平边槽的两端。
10.进一步的，弧面侧壁及平面侧壁的衔接部分向外凹陷形成一缓冲槽，缓冲槽连通凹槽。
11.进一步的，缓冲槽的深度大于凹槽的深度。
12.进一步的，平面侧壁设于下陷靠近盘主体的边缘一侧。
13.进一步的，多个下陷之间设有间隙，间隙至少为1.5μm。
14.进一步的，盘主体的厚度为9μm，下陷的深度为1.5μm。
15.进一步的，凹槽的横截面宽度为1μm。
16.进一步的，凹槽的纵截面深度为0.5μm。
17.进一步的，缓冲槽的横截面为半圆形。
18.进一步的，缓冲槽内设有一缓冲垫片。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例中mocvd设备用石墨盘的俯视图；
20.图2为本实用新型实施例中mocvd设备用石墨盘的纵截面示意图；
21.图3为本实用新型实施例中mocvd设备用石墨盘的下陷结构立体图。
22.主要结构符号说明：
23.盘主体100平面侧壁115底面110缓冲槽112凹槽111弧面侧壁114
24.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
25.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
26.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.如图1-3所示为本实施例中的mocvd设备用石墨盘，石墨盘由石墨材料组成，包括一圆形盘主体100，盘主体100上设有多个向下凹陷的下陷，晶圆片设于承载空间内。其中下陷包括底面以及自底面的边缘向上延伸的平面侧壁114及平面侧壁115，平面侧壁114平面侧壁115底面110、底面110上的平面侧壁114及平面侧壁115围成一承载空间，晶圆片设于该承载空间内。在本实施例中，盘主体100盘主体100的厚度为9μm，下陷的深度为1.5μm。底面110的形状与晶圆片的形状相同，整体为圆形，边缘包括一平边，且底面110的面积稍大于晶圆片的面积。石墨盘使用时，在底面110上放置晶圆片放进mocvd设备后进行沉积生长。
29.如图2所示为石墨盘沿这下陷纵向切割形成的截面示意图，每个底面110的边缘均设有一圈凹槽111，平面侧壁114及平面侧壁115光滑通过凹槽111过渡连接。其中凹槽111包括与平面侧壁114连接的弧边槽以及与平面侧壁115连接的平边槽，平边槽的两端分别连接弧边槽。凹槽111的横截面宽度为1μm，其纵截面的深度为0.5μm。通过在底面110的边缘设置
凹槽111，当晶圆片放置在底面110内，晶圆片的边缘处于悬空，与盘槽之间有空隙，因此不会接触到底面110，从而晶圆片的边缘不会接收到底面110上更多的热量，避免了晶圆片的高温，提高了晶体生长质量。
30.在本实施例中，盘主体100上包括三个互不相连的下陷，形成三个互不接触的底面110，三个底面110的形状大小相同，呈三角形均匀分布在盘主体100上，且每个底面110之间设有至少1.5μm的空隙，空隙可避免底面110内的晶圆片因互相接触形成高低落差，导致出现扰流影响晶圆波长的均一性的问题。为了更大化利用盘主体100的面积，底面110的平边以及平边槽统一朝向盘主体100的边缘设置。
31.底面110的形状与晶圆片形状相同，凹槽111的形状与底面110的形状相同，包括平边槽，平边槽的两端接触晶圆片平边的两个角度。如图3所示为下陷结构的立体图，平面侧壁114及平面侧壁115的衔接部分向外凹陷形成一缓冲槽，缓冲槽112的横截面为半圆形或椭圆形等其他形状。在本实施例中，缓冲槽112的横截面为半圆形，其半径为1μm，缓冲槽112的大小可根据底面110及晶圆片的大小进行调整。
32.晶圆片包括弧形边和平边，当晶圆片高温膨胀或受到离心力移动时，平边的两个角将接触到下陷的平面侧壁114及平面侧壁115连接处，为防止晶圆片两个角因高温膨胀导致崩角，在平边槽的两端设置弧形的缓冲槽112，缓冲槽112内可承载平边的两个角，因缓冲槽112的缓冲空间，可防止两个角与侧壁之间相互抵触形成挤压力从而导致破裂。
33.在一些其他可选实施例中，还可在缓冲槽112内设置一缓冲垫片，缓冲垫片耐高温且具有弹性缓冲作用，例如硅胶垫、氟橡胶垫和橡胶垫圈，可用于缓冲晶圆片两个角接触底面110的边缘受到的挤压力，进一步避免晶圆片崩角。
34.综上，本实用新型上述实施例当中的mocvd设备用石墨盘，通过在石墨盘上设置多个向下凹陷的底面，底面的边缘设有一圈凹槽，该凹槽可避免晶圆片的边缘直接接触底面的边缘，因此可避免将底面上的温度传递至晶圆片的边缘，避免了晶圆的边缘高温，影响晶圆片生长，从而解决了背景技术中石墨盘边缘温度较高导致晶体生长质量较差的问题，提高了晶圆片的生长温度。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。