一种可在不同衬底块同步生长的两用MOCVD衬底架托盘结构的制作方法

本实用新型涉及MOCVD等半导体外延生长设备领域，尤其涉及一种可以同时在多种不同衬底上同步生长外延结构的两用MOCVD衬底架托盘结构。

背景技术：

金属有机物化学气相沉积(MOCVD)等半导体外延生长技术是LED芯片等半导体器件制造的研究及产业化中的最关键技术，而研究不同种类、不同缓冲层的衬底在生长同样的器件结构时对器件性能的影响有很重要的意义；而现有的MOCVD设备只支持整块衬底的整体生长外延层，后期制作器件时才切割成块，这样的工艺流程在某些方面有些不足之处,对于已经切割好的方形衬底块则无法在上面生长，而且不便于在同等生长条件下研究不同种类、不同缓冲层的衬底对器件性能的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可在不同衬底块同步生长的两用MOCVD衬底架托盘结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括石墨托盘、衬底架外框片槽、衬底外框安装留槽、衬底架石墨外框、石墨衬底架、方形片槽、衬底块安装留槽、方块衬底，圆形衬底和石墨垫片，所述石墨托盘上设置有三个正六边形的衬底架外框片槽，所述衬底架外框片槽的边缘上设置多个所述衬底外框安装留槽，所述衬底架石墨外框为三个，三个所述衬底架石墨外框位于所述衬底架外框片槽内，所述石墨衬底架为圆形，所述石墨衬底架位于所述衬底架石墨外框内，所述石墨衬底架内的底部设置所述石墨垫片，所述石墨垫片上设置有所述圆形衬底，所述圆形衬底上设置有四个正方形的方形片槽，所述方形片槽的边缘设置所述衬底块安装留槽，所述方块衬底位于所述方形片槽内。

具体地，所述方形片槽的一侧且位于所述圆形衬底上设置有衬底编号刻码。所述衬底架外框片槽的一侧且位于所述石墨托盘上设置有衬底架片槽编号刻码。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型是一种可在不同衬底块同步生长的两用MOCVD衬底架托盘结构，与现有技术相比，本实用新型让生长人员可以根据自己的需要，既可以将已经切割成块的衬底直接生长外延结构，也可以照传统的方法在一整块圆衬底上先生长完外延结构再切割，而且还可以将不同衬底在相同条件下生长的外延结构同时进行材料测试和器件性能测试的对比，新旧工艺非常兼容，而且很便于生长者根据实际需要选择方案生长及研究不同衬底对生长结果的影响等问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的截面结构示意图；

图3是本实用新型未切割的圆形衬底部分截面结构示意图。

图中：1-石墨托盘、2-衬底架外框片槽、3-衬底外框安装留槽，4-衬底架片槽编号刻码、5-衬底架石墨外框、6-石墨衬底架、7-方形片槽、8-衬底块安装留槽，9-衬底编号刻码、10-方块衬底，11-圆形衬底、12-石墨垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2和图3所示：本实用新型包括石墨托盘1、衬底架外框片槽2、衬底外框安装留槽3、衬底架石墨外框5、石墨衬底架6、方形片槽7、衬底块安装留槽8、方块衬底10，圆形衬底11和石墨垫片12，所述石墨托盘1上设置有三个正六边形的衬底架外框片槽2，所述衬底架外框片槽2的边缘上设置多个所述衬底外框安装留槽3，所述衬底架石墨外框5为三个，三个所述衬底架石墨外框5位于所述衬底架外框片槽2内，所述石墨衬底架6为圆形，所述石墨衬底架6位于所述衬底架石墨外框5内，所述石墨衬底架6内的底部设置所述石墨垫片12，所述石墨垫片12上设置有所述圆形衬底11，所述圆形衬底11上设置有四个正方形的方形片槽7，所述方形片槽7的边缘设置所述衬底块安装留槽8，所述方块衬底10位于所述方形片槽7内。

具体地，所述方形片槽7的一侧且位于所述圆形衬底上设置有衬底编号刻码9。所述衬底架外框片槽2的一侧且位于所述石墨托盘1上设置有衬底架片槽编号刻码4。

该MOCVD衬底架托盘结构中，石墨托盘1中(图中以三片机为例)，有若干个六边形衬底架外框片槽2用于装衬底架石墨外框5，衬底架外框片槽2的几条边外侧都留有衬底外框安装留槽3，衬底架外框片槽2外侧旁边刻有衬底架片槽编号刻码4，可以用大写字母“A”、“B”、“C”等以区别不同位置的衬底架外框片槽2，也可将不同衬底架外框片槽2对应的衬底外框安装留槽3设计成不同数量或位置，利用衬底外框安装留槽3的不对称的位置关系区分不同的衬底架外框片槽2。图1中衬底架六边形衬底架石墨外框5，其分为可拆装的左右两半个部分，非常便于拆装，拼起来之后其外边沿形状为六边形正好放在衬底架外框片槽2内，其内边沿为圆形，而正好既可放置普通未切割的圆形衬底11，又可放置和圆形衬底大小完全相同的圆形的石墨衬底架6，而石墨衬底架6中可以放置多个不同类型的切割好的方块衬底10，从而实现对于已切割衬底和未切割衬底都兼容的两用性。石墨衬底架6中首先有多个用于放置已切割的方形衬底块的方形片槽7，方形片槽7中刚好可以放置各种不同的切割好的方块衬底10，每个方形片槽7的边沿外侧同样留有若干个衬底块安装留槽8，同时分别在旁边刻有衬底编号刻码9，用阿拉伯数字“1”、“2”、“3”等，这样同时用不同类型的衬底块生长做研究时，不同衬底编号可以为“A1”、“A2”、“A3”、…、“B1”、“B2”、“B3”、…、“C”、“D1”、“D2”、“D3”、…等表示，区分得非常清楚条理。当然也可将不同方形片槽7对应的衬底块安装留槽8设计成不同数量或位置，利用衬底块安装留槽8的不对称的位置关系区分不同的方形片槽7。注意由图2可以看到石墨衬底架6及衬底架石墨外框5的设计厚度要大于已切割方块衬底10和未切割圆形衬底11的厚度，是其2倍厚度，因此衬底架外框片槽2的深度也是方形片槽7的深度的2倍，这样设计正好保证方形衬底10、石墨衬底架6、衬底架石墨外框5的上端面和石墨托盘1的上端面是齐平的，生长时加上石墨托盘1高速旋转，可以保证各个衬底上都是均匀的流场及温度场。而对于未切割的圆形衬底11，其下方还有一个形状大小厚度和其一模一样圆形的石墨垫片12，这样设计也可以保证未切割的圆形衬底11、衬底架石墨外框5的上端面和石墨托盘1的上端面是齐平的，生长时加上石墨托盘1高速旋转，可以保证不论切割衬底还是未切割衬底，所有各个衬底上都是均匀的流场及温度场。因此具有很好的兼容性和均匀性。图1中衬底架石墨外框5除分成左右两部分便于拆装外，其内侧圆形边沿与圆形的石墨衬底架6或未切割的圆形衬底11所设计的安装精度稍微偏紧，其外侧的六边形外边沿和六边形衬底架外框片槽2的设计安装精度稍微偏松，这样不仅整体便于拆装，而且当石墨托盘1高速运转时，由于圆形的石墨衬底架6或未切割的圆形衬底11被衬底架石墨外框5卡得较紧，所以虽然其是圆形的，但此处可以更加防止飞片，而由于石墨托盘1是水平高速旋转的，这对于外边沿为正六边形的衬底架石墨外框5和外边沿为正方形的已切割的方形衬底10来说，相对以前的圆形的来说不太容易发生飞片，因此该结构既具有很好的兼容性和均匀性，同时又具有一定的防止飞片的功能。

另外对比图1、图2和图3可以发现，对于六边形的衬底架石墨外框5，其内圈下部有一圈向内凸出来的台阶圆圈，而切割后的石墨衬底架6或未切割的圆形衬底下面的石墨垫片12，其下部恰好有一凹进去的台阶圆圈，使得石墨衬底架6或石墨垫片12恰好可以卡在六边形衬底架石墨外框5的里面卡住，从而安装和拆卸的时候石墨衬底架6或圆形垫片12不会脱落掉下去，由于这个卡槽在下部1/4左右的高度的位置，所以这种结构既保证了安装和拆卸时候不会脱落，又使它在生长时整体仍然很稳定，不容易发生飞片。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。