一种改善mocvd外延片均匀性的石墨盘的制作方法
【专利摘要】一种改善MOCVD 外延片均匀性的石墨盘，本实用新型涉及MOCVD 外延片生产技术领域，小石墨盘通过栓支撑在大石墨盘上；在所述小石墨盘上设置有中心片槽和边缘片槽，所述边缘片槽沿所述中心片槽的外周均匀分布；在所述小石磨盘的所述中心片槽的底面设有螺旋凹槽。本实用新型使得中心片槽不同部位的温度有不同的降低，消除了由于栓导热造成的小盘中心局部温度较高的现象，改善了小盘中心片槽生长外延片的均匀性，同时也降低了小石墨盘中心和边缘温度差异，最终获得了整体均匀性很好的外延片。
【专利说明】
一种改善MOCVD外延片均匀性的石墨盘
技术领域
[0001]本实用新型涉及MOCVD外延片生产技术领域，特别涉及生产外延片的石墨盘结构技术。
【背景技术】
[0002]MOCVD是指金属有机物化学气相沉积设备，目前广泛应用于II1-V化合物半导体薄膜材料的生长。载气把有机源带入反应室，在衬底上反应，形成薄膜材料。衬底放置于石墨盘上，通过电阻丝或者射频进行加热，加热温度为500?1200 °C。石墨盘由高纯石墨组成，并包裹SiC涂层。加热单元在石墨盘下面。
[0003]目前Aixtron公司的G5MOCVD外延石墨盘的设计为:小石墨盘放置于大石墨盘上，栓通过小石墨盘上的孔支撑小石墨盘。外延生长过程中，载气(H2或者N2)通过大石墨盘上的通气小孔吹起小石墨盘，让其进行自转。小石墨盘上有I个中心片槽和6个对称的边缘片槽。大石墨盘底部的加热单元通过载气，把热量传递到置于小石墨盘盘片槽的衬底上。由于栓是由导热性很好的钼金属构成，小石墨盘盘上中心片的中心温度会明显高于边缘温度，同时中心片的温度也高于边缘片的温度。这样会导致中心片中心波长比边缘短，同时中心片波长比边缘片短。小石墨盘内部温度不均匀造成小石墨盘生长的外延片均一性不好。
[0004]解决此问题，已有的方案有以下几种:第一种方案是在卫星盘的背面设置凹槽，通过调整凹槽的深度和直径调整卫星盘中心片与边缘片的温度差;第二种方案是将卫星盘的中心片槽和边缘片槽设计不一致的深度，使得中心片与边缘片温度一致;第三种方案是在卫星盘中心片槽的边缘处设置支撑物，降低中心片槽的温度;第四种方案是在卫星盘中心片槽的中心位置设计圆形凹槽，使得中心片与边缘片温度一致;第五种方案是将固定栓改为包裹SiC涂层的石墨材质。以上各方案一定程度上改善了小石墨盘中心片与边缘片的温度差异性，但对同一片槽内的外延片的均一性改善作用不明显。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型目的是提出一种克服现有生产技术缺陷、可改善小石墨盘上温度分布均匀度、从而提高MOCVD外延片均匀性的石墨盘。
[0006]本实用新型包括大石墨盘和小石墨盘，所述小石墨盘通过栓支撑在大石墨盘上；在所述小石墨盘上设置有中心片槽和边缘片槽，所述边缘片槽沿所述中心片槽的外周均匀分布;其特点是:在所述小石磨盘的所述中心片槽的底面设有螺旋凹槽。
[0007]本实用新型通过对现有小石墨盘进行改良，在小石墨盘中心片槽底面设螺旋凹槽，使得中心片槽不同部位的温度有不同的降低，消除了由于栓导热造成的小盘中心局部温度较高的现象，改善了小盘中心片槽生长外延片的均匀性，同时也降低了小石墨盘中心和边缘温度差异，最终获得了整体均匀性很好的外延片。该方法结构简单，实用性强。
[0008]进一步地，本实用新型所述螺旋凹槽为阿基米德螺旋凹槽，满足式r=a + b0，其中，3为极径，b为阿基米德螺旋系数，Θ为极角。
[0009]优选的极径a为O?600mm，阿基米德螺旋系数b为0.01?10mm，极角Θ为-36000?36000。ο
[0010]所述螺旋凹槽的深度为0.001?10mm，宽度为0.001?100mm。
[0011]通过进一步优化螺旋凹槽的参数，可以调整片槽的整体温度以及片槽内温度分布，以进一步改善小盘外延片波长均勾性和提高外延片质量。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的一种结构示意图。
[0013]图2是图1的俯视图。
【具体实施方式】
[0014]如图1、2所示，本实用新型包括大石墨盘I和小石墨盘2，在生产时，大石墨盘I下方布置有加热单元3。
[0015]在大石墨盘I上设有通气小孔(未在图中示出)和支撑凹槽5，在小石墨盘2中心的背部设置与支撑凹槽6，小石墨盘2通过支撑凹槽6和与该支撑凹槽6配合的栓4支撑在大石墨盘I的支撑凹槽5上方。
[0016]在小石墨盘2上设置有一个中心片槽8和六个边缘片槽7，六个边缘片槽7沿中心片槽8的外周均匀分布。在小石磨盘2的中心片槽8的底面设置阿基米德螺旋线状凹槽9，该阿基米德螺旋线满足式r= a + b0，其中，a为极径，b为阿基米德螺旋系数，Θ为极角，具体优选的极径a为O?600mm b为0.01?10mm，Θ为-36000?36000°，螺旋凹槽的深度为0.001?10mm，宽度为0.001 ?100mm。
[0017]综上所述，通过在小石墨盘中心片槽底面设置螺旋凹槽，使得中心片槽不同部位的温度有不同的降低，消除了由于栓导热造成的小盘中心局部温度较高的现象，改善了小盘中心片槽生长外延片的均匀性，同时也降低了小石墨盘中心和边缘温度差异，最终获得了整体均匀性很好的外延片。该方法结构简单，实用性强。
【主权项】
1.一种改善MOCVD外延片均匀性的石墨盘，包括大石墨盘和小石墨盘，所述小石墨盘通过栓支撑在大石墨盘上；在所述小石墨盘上设置有中心片槽和边缘片槽，所述边缘片槽沿所述中心片槽的外周均匀分布;其特征在于:在所述小石磨盘的所述中心片槽的底面设有螺旋凹槽。2.根据权利要求1所述的改善MOCVD外延片均匀性的石墨盘，其特征在于:所述螺旋凹槽为阿基米德螺旋凹槽，满足式r= a + b0，其中，a为极径，b为阿基米德螺旋系数，Θ为极角。3.根据权利要求2所述的改善MOCVD外延片均勾性的石墨盘，其特征在于:极径a为O?600mm，阿基米德螺旋系数b为0.01?10mm，极角Θ为-36000?36000°。4.根据权利要求1或2或3所述的改善MOCVD外延片均匀性的石墨盘，其特征在于:所述螺旋凹槽的深度为0.001?I Omm，宽度为0.001?I OOmm。
【文档编号】C23C16/458GK205635768SQ201620374837
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】赵新印, 孙军, 孙一军, 童星, 王恩平, 肖志, 王辉, 王国宏
【申请人】扬州中科半导体照明有限公司