提升材料生長產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種半導體薄膜外延生長設備，特別是一種用于半導體薄膜外延生長的樣品托盤，屬于半導體外延生長技術領域。
【背景技術】
[0002]半導體薄膜材料是一種應用廣泛的半導體材料，它支撐著整個半導體電子產(chǎn)品的水平和發(fā)展，比如II1-V族化合物特別適用于生長光電器件。目前大多數(shù)半導體薄膜材料都由MOCVD、HVPE、PECVD、ALD、MBE等方法制備，其中MOCVD具有生長效率較高、控制精度好、成本相對較低等優(yōu)勢，是當前產(chǎn)業(yè)上最為廣泛采用的方法，目前通常應用于II1-V化合物材料的生長。
[0003]樣品托盤是材料生長設備中用于放置已有襯底或者材料并用于進一步生長的一種托盤結構。襯底放置于樣品托盤里的片槽內(nèi)，通過物理或者化學反應，可以生長得到各種半導體薄膜材料。隨著材料生長技術的不斷進步，同時也為了降低材料生長成本，6英寸和8英寸的樣品托盤已經(jīng)廣泛應用于材料外延生長領域中。然而研究發(fā)現(xiàn)，6英寸和8英寸的樣品托盤中外延片外圍的均勻性較差，這是由于在生長時6英寸或8英寸樣品之間存在較大的間隔，這些間隔會影響生長均勻性，間隔區(qū)的源材料會擴散到樣品邊緣生長，從而造成6英寸或8英寸樣品邊緣的生長速率速與樣品中間區(qū)域不同，影響樣品均勻性。此外，6英寸和8英寸石墨盤實際的生產(chǎn)產(chǎn)能依然有限，例如目前Aixtron公司的Crius MOCVD設備可以采用的石墨盤的設計為3個6英寸的片槽，該石墨盤的利用率較低。因此，如何進一步提高樣品托盤的使用率，提高材料生長的產(chǎn)能，對降低半導體薄膜的生產(chǎn)成本有很大的幫助。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種提升材料生長產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤，以克服現(xiàn)有技術中的不足。
[0005]為實現(xiàn)前述實用新型目的，本實用新型采用的技術方案包括:
[0006]本實用新型的實施例提供了一種提升材料生長產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤，其包括樣品托盤本體，所述樣品托盤本體上端面的選定區(qū)域內(nèi)密集分布有兩個以上第一片槽，而所述樣品托盤本體上端面上除所述選定區(qū)域之外的其余區(qū)域內(nèi)還分布有至少一第二片槽，所述第一片槽的直徑為4英寸、6英寸或8英寸，所述第二片槽的直徑為2英寸或4英寸，且所述第一片槽的直徑大于第二片槽的直徑。
[0007]在一些實施方案之中，所述樣品托盤本體上端面上分布有兩個以上第二片槽。
[0008]在一些實施方案之中，所述第一片槽、第二片槽的片槽深度為0.2?2_。
[0009]在一些實施方案之中，相鄰兩個第一片槽之間的間隔區(qū)域內(nèi)分布有至少一個第二片槽。
[0010]更進一步的，相鄰兩個第一片槽之間的間隔區(qū)域內(nèi)分布有兩個以上第二片槽。
[0011]在一些實施方案之中，所述樣品托盤本體上端面上離散分布有兩個以上第二片槽。
[0012]在一些實施方案之中，三個以上第一片槽密集排布于所述樣品托盤本體上端面上并呈圓環(huán)形布局。
[0013]進一步的，至少一個第二片槽分布與該三個以上第一片槽圍合形成的區(qū)域內(nèi)。
[0014]進一步的，所述樣品托盤設置在MOCVD、HVPE、PECVD、ALD或MBE等薄膜生長設備內(nèi)。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點包括:通過對大尺寸樣品托盤進行改良設計，既能改善樣品托盤上樣品的分布均勻性，又能提高了樣品托盤的使用率，使之適用于生長不同尺寸的半導體薄膜，可以有效提高半導體材料的生長產(chǎn)能，并降低材料生長成本，尤其適用于MOCVD、HVPE、PECVD、ALD、MBE等多種薄膜生長設備。
【附圖說明】
[0016]圖1為實施例1中一種樣品托盤的結構不意圖；
[0017]圖2為實施例2中一種樣品托盤的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如前所述，鑒于現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型提供了一種改良的樣品托盤，其可以采用業(yè)界已知的任何合適材料(例如石墨等)制作，其上分布有若干個4英寸、6英寸或8英寸的片槽，在托盤的其他空余區(qū)域分布有2英寸或4英寸的片槽。
[0019]進一步的，所述在空余區(qū)域分布的2英寸或4英寸的片槽可以有一個或者多個。
[0020]進一步的，所述2英寸或4英寸的片槽可以分布在空余區(qū)域的任意地方。
[0021]進一步的，所述2英寸、4英寸、6英寸或8英寸的片槽深度為0.2?2_。
[0022]本實用新型通過對現(xiàn)有大尺寸樣品托盤進行改良，使之可適用于M0CVD、HVPE、PECVD、ALD、MBE等多種薄膜生長設備，提高了樣品托盤的使用率，且使之適用于生長不同尺寸的半導體薄膜，以及還可提高半導體材料的生長產(chǎn)能，降低材料生長成本。
[0023]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特點更加易于明白，下面結合具體圖示及若干典型實施例進一步闡述本實用新型。
[0024]實施例1:如圖1所示是本實施例提供的一種樣品托盤，適用于Aixtron公司CriusΠ MOCVD設備。該樣品托盤100直徑380mm，托盤上分布有3個6英寸片槽101，每個片槽直徑為150.5mm，片槽深度為1mm。在每兩個6英寸片槽的間隔區(qū)域內(nèi)分布兩個2英寸片槽102，每個片槽直徑為51.2mm，片槽深度為1_。通過這樣的設計，使6英寸樣品彼此緊密排布，保障其在生長時的均勻性，防止因過大的間隔區(qū)而導致的源材料于樣品邊緣的擴散生長，從而提升樣品均勻性，同時還可提高托盤的利用率，提高材料生長產(chǎn)能，降低半導體薄膜的生產(chǎn)成本。
[0025]實施例2:如圖2所不是本實施例提供的一種樣品托盤，適用于Veeco的公司的Κ465? MOCVD設備。該樣品托盤100直徑465mm，托盤上分布有6個6英寸的片槽101，每個片槽直徑150.8mm，片槽深度為1.2mm。在6英寸片槽的中心空余區(qū)域內(nèi)分布6個2英寸片槽102，每個片槽直徑為51.2mm，片槽深度為1.2mm。在每兩個6英寸片槽的間隔區(qū)域內(nèi)分布一個2英寸的片槽，片槽直徑為51.2mm，片槽深度為1.2mm。通過這樣的設計，使6英寸樣品彼此緊密排布，保障其在生長時的均勻性，防止因過大的間隔區(qū)而導致的源材料于樣品邊緣的擴散生長，從而提升樣品均勻性，同時還可提高托盤的利用率，提高材料生長產(chǎn)能，降低半導體薄膜的生產(chǎn)成本。
[0026]以上所述只是本實用新型的實施例示意而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。在不脫離本實用新型的技術方案范圍內(nèi)對上述內(nèi)容作出的任何修改、等同變化與修飾的等效實施例，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種提升材料生長產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤，包括樣品托盤本體，其特征在于:所述樣品托盤本體上端面的選定區(qū)域內(nèi)密集分布有兩個以上第一片槽，而所述樣品托盤本體上端面上除所述選定區(qū)域之外的其余區(qū)域內(nèi)還分布有至少一第二片槽，所述第一片槽的直徑為4英寸、6英寸或8英寸，所述第二片槽的直徑為2英寸或4英寸，且所述第一片槽的直徑大于第二片槽的直徑。2.根據(jù)權利要求1所述的樣品托盤，其特征在于:所述樣品托盤本體上端面上分布有兩個以上第二片槽。3.根據(jù)權利要求1或2所述的樣品托盤，其特征在于:所述第一片槽、第二片槽的片槽深度為0.2?2mm。4.根據(jù)權利要求1所述的樣品托盤，其特征在于:相鄰兩個第一片槽之間的間隔區(qū)域內(nèi)分布有至少一個第二片槽。5.根據(jù)權利要求4所述的樣品托盤，其特征在于:相鄰兩個第一片槽之間的間隔區(qū)域內(nèi)密集分布有兩個以上第二片槽。6.根據(jù)權利要求1所述的樣品托盤，其特征在于:所述樣品托盤本體上端面上離散分布有兩個以上第二片槽。7.根據(jù)權利要求1所述的樣品托盤，其特征在于:三個以上第一片槽密集排布于所述樣品托盤本體上端面上并呈圓環(huán)形布局。8.根據(jù)權利要求7所述的樣品托盤，其特征在于:至少一個第二片槽分布與該三個以上第一片槽圍合形成的區(qū)域內(nèi)。9.根據(jù)權利要求1所述的樣品托盤，其特征在于:所述樣品托盤設置在MOCVD、HVPE、PECVD、ALD或MBE薄膜生長設備內(nèi)。
【專利摘要】本實用新型公布了一種提升材料生長產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤，包括樣品托盤本體，所述樣品托盤本體上端面的選定區(qū)域內(nèi)分布有兩個以上第一片槽，而所述樣品托盤本體上端面上除所述選定區(qū)域之外的其余區(qū)域內(nèi)還分布有至少一第二片槽，所述第一片槽的直徑為4英寸、6英寸或8英寸，所述第二片槽的直徑為2英寸或4英寸，且所述第一片槽的直徑大于第二片槽的直徑。本實用新型通過對現(xiàn)有大尺寸樣品托盤進行改良設計，既能改善樣品托盤上樣品的分布均勻性，又能提高了樣品托盤的使用率，使之適用于生長不同尺寸的半導體薄膜，可以有效提高半導體材料的生長產(chǎn)能，并降低材料生長成本，尤其適用于MOCVD、HVPE、PECVD、ALD、MBE等多種薄膜生長設備。
【IPC分類】C30B25/12
【公開號】CN205188476
【申請?zhí)枴緾N201520997293
【發(fā)明人】孫錢, 嚴威, 馮美鑫, 楊輝
【申請人】中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月3日