專利名稱：石墨盤、具有上述石墨盤的反應(yīng)腔室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及化學(xué)氣相沉積設(shè)備的石
墨盤、反應(yīng)腔室。
背景技術(shù)：
MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)是在氣相外延生長(VPE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的ー種化學(xué)氣相外延沉積エ藝。它以III族、II族元素的有機(jī)化合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長的源材料，以熱分解反應(yīng)方式在石墨盤上進(jìn)行沉積エ藝，生長各種III - V族、II - VI族化合物半導(dǎo)體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。下面對現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積エ藝的原理進(jìn)行說明。具體地，以MOCVD為例，請參考圖I所示的現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積エ藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
·[0004]手套箱10內(nèi)形成有相對設(shè)置的噴淋頭11和石墨盤12。所述噴淋頭11內(nèi)可以設(shè)置多個(gè)小孔，所述噴淋頭11用于提供反應(yīng)氣體。所述石墨盤12內(nèi)具有多個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽內(nèi)對應(yīng)放置一片襯底121，所述襯底121的材質(zhì)通常為價(jià)格昂貴的藍(lán)寶石。所述石墨盤12的下方還形成有加熱單元13，所述加熱単元13對石墨盤12進(jìn)行加熱，石墨盤12受熱升溫，能夠以熱輻射和熱傳導(dǎo)方式對襯底121進(jìn)行加熱。由于襯底121放置在石墨盤12中，兩者接觸，因此石墨盤12對襯底121的加熱以熱傳導(dǎo)為主。在進(jìn)行MOCVDエ藝時(shí)，反應(yīng)氣體自噴淋頭11的小孔進(jìn)入石墨盤12上方的反應(yīng)區(qū)域(靠近襯底121的表面的位置)，所述襯底121由于加熱單元13的熱傳導(dǎo)加熱而具有一定的溫度，從而該溫度使得反應(yīng)氣體之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而在襯底121表面沉積外延材料層。在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積エ藝的均勻性不高，外延芯片的良率偏低。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例解決的問題是提供了ー種石墨盤、含有上述石墨盤的反應(yīng)腔室和對襯底的加熱方法，提高了對襯底(尤其是發(fā)生了變形的襯底)的加熱的均勻性，改善了化學(xué)氣相沉積エ藝的均勻性，提高了外延芯片的良率。為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供ー種化學(xué)氣相沉積エ藝的石墨盤，具有凹槽，所述凹槽所在的位置具有與之對應(yīng)的支撐架，所述支撐架用于將襯底懸置，使得襯底與石墨盤不接觸?？蛇x地，所述支撐架的形狀為環(huán)形，所述支撐架環(huán)繞所述凹槽的底部一周，所述支撐架位于襯底的下方?？蛇x地，所述凹槽的側(cè)壁與底部構(gòu)成V型?？蛇x地，所述支撐架與其中放置的襯底的厚度之和等于所述凹槽的深度?？蛇x地，所述支撐架懸掛于所述凹槽兩側(cè)的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定于所述凹槽的兩側(cè)的石墨盤上，所述支撐架的底部用于放置襯底。[0013]可選地，所述支撐架的形狀為Z型或階梯型?？蛇x地，所述支撐架的正面、襯底的正面與石墨盤的正面齊平。可選地，所述石墨盤中具有孔洞，位于襯底的邊緣對應(yīng)石墨盤中，所述孔洞用于減小石墨盤對襯底的邊緣的熱輻射。可選地，所述支撐架的材質(zhì)為透明材質(zhì)或絕熱材質(zhì)。可選地，所述透明材質(zhì)為石英、藍(lán)寶石中的一種或其混合?？蛇x地，所述絕熱材質(zhì)為陶瓷、氧化鋯或兩者的混合?？蛇x地，所述支撐架的與襯底接觸的表面上形成有多個(gè)孔隙，用于減小所述支撐架與襯底的接觸面積。可選地，所述支撐架的用于放置襯底的部分為雙環(huán)形結(jié)構(gòu)或多個(gè)支撐柱。可選地，所述凹槽的深度范圍為300微米 2毫米，所述支撐架的高度范圍為290微米 I. 7毫米。本實(shí)用新型還提供一種化學(xué)氣相沉積エ藝過程中對襯底的加熱方法，利用與凹槽對應(yīng)的支撐架，將所述襯底懸置，使得所述襯底與石墨盤不接觸，利用石墨盤的熱輻射對所述襯底進(jìn)行加熱。相應(yīng)地，本實(shí)用新型還提供一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室，包括所述的石墨盤。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的石墨盤的凹槽具有與之對應(yīng)的支撐架，利用該支撐架將襯底懸置，使得襯底與石墨盤不接觸，在進(jìn)行化學(xué)氣相沉積エ藝吋，石墨盤作為襯底的熱源(石墨盤在加熱單元的加熱下升溫，能夠以熱輻射和熱傳導(dǎo)方式提供熱量)，由于襯底與石墨盤不接觸，因此利用本實(shí)用新型所述的石墨盤能夠?qū)崿F(xiàn)對襯底的加熱以熱輻射方式為主，而現(xiàn)有技術(shù)將襯底直接放置在石墨盤的凹槽中(即襯底與石墨盤直接接觸)，因此現(xiàn)有技術(shù)對襯底的加熱以熱傳導(dǎo)為主，當(dāng)襯底發(fā)生翹曲變形時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)容易造成襯底的各點(diǎn)受熱不均勻，導(dǎo)致襯底上形成的外延材料層不均勻，由于本實(shí)用新型利用熱輻射方式加熱，消除了現(xiàn)有技術(shù)利用熱傳導(dǎo)加熱給襯底上各點(diǎn)的加熱的不均勻造成的影響，提高了對襯底加熱的均勻性，相應(yīng)改善了化學(xué)氣相沉積エ藝的均勻性和襯底上形成的外延材料層的均勻性；進(jìn)ー步優(yōu)化地，所述支撐架的正面、襯底的正面與石墨盤的正面齊平，可以避免襯底兩側(cè)的石墨盤和支撐架影響襯底的正面的氣流的分布，進(jìn)ー步改善襯底正面的氣流分布的均勻性；進(jìn)ー步優(yōu)化地，所述石墨盤中具有孔洞，位干與所述襯底的邊緣對應(yīng)的石墨盤中，所述孔洞用于減小石墨盤對襯底的邊緣的熱輻射，使得襯底的邊緣與襯底的中部受到的熱福射的基本相同，從而進(jìn)一步提聞襯底受熱的均勻性；進(jìn)ー步優(yōu)化地，所述支撐架的與襯底接觸的表面上形成有多個(gè)孔隙，用于減小所述支撐架與襯底的接觸面積，減少了來自石墨盤的熱傳導(dǎo)，進(jìn)一歩改善了襯底受熱的均勻性；進(jìn)ー步優(yōu)化地，所述支撐架懸掛于所述凹槽兩側(cè)的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定于所述凹槽的兩側(cè)的石墨盤上，所述支撐架的底部用于放置襯底，所述支撐架的形狀為Z型圓環(huán)，當(dāng)襯底需要隨著石墨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，有利于保證襯底在石墨盤中的位置相對穩(wěn)定。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)的MOCVD裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是翹曲變形的藍(lán)寶石襯底與石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是翹曲變形的硅襯底與石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4所不的石墨盤的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；圖6是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11是圖9中支撐架的底部結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是本實(shí)用新型第八實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本實(shí)用新型第九實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為翹曲變形的硅襯底溫度分布曲線。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)氣相沉積エ藝的均勻性不高，外延芯片的良率偏低。經(jīng)過發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，由于襯底受熱不均勻(襯底的各點(diǎn)有溫差)導(dǎo)致化學(xué)氣相沉積エ藝后在襯底上形成的外延材料層不均勻。造成襯底受熱不均勻的原因之一就是，襯底在化學(xué)氣相沉積エ藝過程中由于應(yīng)カ發(fā)生了翹曲變形。通常襯底放置于石墨盤中，兩者接觸，石墨盤能夠以熱傳導(dǎo)和熱輻射兩種方式對襯底進(jìn)行加熱。當(dāng)襯底翹曲變形后，襯底原本應(yīng)與石墨盤接觸的各點(diǎn)與石墨盤之間的距離不同，使得襯底受熱不均勻。并且發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，基于不同的材質(zhì)，襯底在應(yīng)カ的作用下發(fā)生的翹曲變形的趨勢不同。雖然不同材質(zhì)的襯底發(fā)生翹曲變形的趨勢不同，但是均會(huì)造成襯底受熱不均勻。具體地，請參考圖2所示的翹曲變形的藍(lán)寶石襯底與石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖。石墨盤12內(nèi)具有凹槽，石墨盤12的正面朝向噴淋頭(未圖示)，石墨盤12的凹槽內(nèi)放置有襯底121，所述襯底121的正面朝向噴淋頭。所述襯底121的材質(zhì)為藍(lán)寶石，由于應(yīng)力作用，襯底121的背面(與正面相対的表面)原本位于同一平面的三點(diǎn)A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)形成了圓弧狀(圓弧的開ロ向上)，而整個(gè)襯底121在凹槽內(nèi)呈碗口上的碗狀。對于A點(diǎn)和C點(diǎn)與石墨盤12直接接觸，因此A點(diǎn)和C點(diǎn)可以以熱輻射和熱傳導(dǎo)兩種方式接受來自石墨盤12的熱量，并且可以把部分熱量逐漸向B點(diǎn)傳遞，而B點(diǎn)懸置于石墨盤12上方，只能以熱輻射方式接受來自石墨盤12的熱量，這使得襯底121的各點(diǎn)受熱不均勻，襯底121的溫度自邊緣向中心降低。對于材質(zhì)為硅的襯底，其翹曲變形與藍(lán)寶石襯底相反。請參考圖3所示的翹曲變形的硅襯底與石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖，與圖2相同的結(jié)構(gòu)采用相同的標(biāo)號(hào)表示。襯底121正面向上放置于石墨盤12內(nèi)，其材質(zhì)為娃，由于應(yīng)力作用，所述襯底121的背面原本位于同一平面的三點(diǎn)A點(diǎn)、B點(diǎn)和C點(diǎn)形成了圓弧狀(圓弧的開ロ向下)，但是該圓弧的開ロ方向與藍(lán)寶石襯底的背面的圓弧的開ロ方向相反，整個(gè)襯底121呈碗ロ向下(倒扣)的碗狀。襯底121背面的C點(diǎn)由于與石墨盤12直接接觸，其能夠同時(shí)以熱傳導(dǎo)和熱輻射兩種方式接收來自石墨盤12的熱量，并且C點(diǎn)將熱量向村底121的中部傳遞，而對于B點(diǎn)和A點(diǎn)只能以熱輻射的方式接受來自石墨盤12的熱量，這使得襯底121的邊緣溫度高，中部溫度低，并且對于發(fā)生圖3所述的變形，襯底中部接受的熱傳導(dǎo)的熱量比圖2中的襯底中部接受的熱傳導(dǎo)的熱量小，更加加劇了襯底121溫度分布的不均勻。并且無論是藍(lán)寶石襯底或硅襯底，由于對襯底加熱的“邊緣效應(yīng)”(即襯底邊緣的升溫速度大于襯底中部的升溫速度，使得襯底邊緣的溫度高于襯底中部的溫度)的影響，這使得現(xiàn)有的方法對襯底加熱普遍有受熱不均勻的問題。并且如前所述，硅襯底由于其翹 曲變形為為開ロ向下，其邊緣與中部的溫度不均勻的問題更為嚴(yán)重。但是利用硅作為化學(xué)氣相沉積エ藝的襯底制作外延芯片是LED芯片制作領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢，而硅襯底的翹曲變形問題暫時(shí)沒有有效的解決辦法。如何在襯底(尤其是硅襯底)發(fā)生翹曲變形的情況下對其實(shí)現(xiàn)較為均勻的加熱，是本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題。為了解決上述問題，本實(shí)用新型提出一種對新的對襯底的加熱方法，所述方法利用與凹槽對應(yīng)的支撐架，將所述襯底懸置，使得所述襯底與石墨盤不接觸，利用石墨盤的熱輻射對所述襯底進(jìn)行加熱。所述方法適用于MOCVDエ藝，當(dāng)然，也適用于其他的襯底受熱變形后以熱輻射加熱會(huì)影響エ藝均勻性的化學(xué)氣相沉積エ藝。本實(shí)用新型通過改變對襯底的加熱方式，使得現(xiàn)有的熱傳導(dǎo)(為主要加熱方式)和熱輻射共同對襯底進(jìn)行加熱的方式轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎靡詿彷椛鋵σr底進(jìn)行加熱或以熱輻射加熱為主對襯底進(jìn)行加熱，提高了襯底的各點(diǎn)受熱的均勻性。在襯底發(fā)生翹曲變形的情況下，雖然襯底各點(diǎn)與下方的石墨盤的距離有差異，但是上述差異對熱輻射加熱的影響較小，因此，采用本實(shí)用新型實(shí)施例的方法可以實(shí)現(xiàn)對翹曲變形的襯底實(shí)現(xiàn)較為均勻的加熱。以MOCVD設(shè)備為例，現(xiàn)有的MOCVD設(shè)備的石墨盤中通常設(shè)置有凹槽，襯底放置于凹槽內(nèi)，本實(shí)用新型可以通過凹槽內(nèi)或凹槽兩側(cè)的石墨盤上設(shè)置支撐架，將襯底懸置于石墨盤上，從而使得所述襯底與石墨盤不接觸，利用石墨盤的熱輻射對所述襯底進(jìn)行加熱。下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。為了更好地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，請結(jié)合圖4所示的本實(shí)用新型第一實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖。作為ー個(gè)實(shí)施例，石墨盤20的正面向上，石墨盤20內(nèi)具有凹槽，所述凹槽具有側(cè)壁和底部。所述凹槽的側(cè)壁為凹槽的沿著垂直于所述石墨盤20正面的兩側(cè)，凹槽的底部露出下方的石墨盤20。本實(shí)用新型所述的石墨盤的正面是指石墨盤的朝向噴淋頭(未示出)一側(cè)的表面，以上定義全文適用，特此說明。本實(shí)用新型所述的支撐架21位于凹槽的底部，且該支撐架21環(huán)繞凹槽的底部一周，襯底22位于支撐架21上方。作為ー個(gè)實(shí)施例，圖4所示的石墨盤20中僅有ー個(gè)凹槽，在其他的實(shí)施例中，石墨盤20中可以有多個(gè)凹槽。所述支撐架21用于將襯底22懸置，使得襯底22與石墨盤20不接觸，從而消除由于襯底22與石墨盤20接觸帶來的熱傳導(dǎo)，使得石墨盤20對襯底22的加熱為熱輻射或以熱輻射為主。請結(jié)合圖5，為圖4所示的石墨盤的俯視示意圖。所述支撐架21的形狀為環(huán)形。該環(huán)形的支撐架21環(huán)繞凹槽的側(cè)壁和底部一周，襯底22位于支撐架21上。請繼續(xù)參考圖4，作為本實(shí)用新型的ー個(gè)可選實(shí)施例，支撐架21位于襯底22的下方。襯底22的背面與石墨盤20不接觸。所述支撐架21的高度L應(yīng)滿足，當(dāng)襯底22呈現(xiàn)碗狀的變形(即襯底22的中部朝向凹槽的底部變形)時(shí)，襯底22的背面仍然與石墨盤20不接觸。作為本實(shí)用新型的又一可選實(shí)施例，所述支撐架21的高度L與襯底22的厚度D之和應(yīng)等于凹槽的深度H。本實(shí)用新型所述的襯底22的厚度D是指未發(fā)生形變的襯底的正面(朝向噴淋頭ー側(cè)的表面)和背面(與正面相対的表面)之間的距離，本實(shí)用新型所述的支撐架的高度L是指支撐架21的正面與背面(與正面相対、且與噴淋頭距離最遠(yuǎn)的一側(cè)的表面)的距離。作為ー個(gè)實(shí)施例，所述凹槽的深度H范圍為300微米 2毫米，所述襯底22的厚度范圍為300微米 I. 5毫米，相應(yīng)地，所述支撐架21的高度范圍為290微米 I. 7毫米。本實(shí)施例中，雖然襯底22的側(cè)面與凹槽的側(cè)壁仍然有部分接觸，通過該部分接觸，石墨盤20能夠以熱傳導(dǎo)方式將部分熱量傳給襯底22，但是熱傳導(dǎo)方式傳導(dǎo)的熱量有限，對襯底22的受熱的均勻性影響不大。在其他的實(shí)施例中，可以在襯底22的兩側(cè)與石墨盤20之間設(shè)置絕熱層，該絕熱層的材質(zhì)可以為陶瓷。作為ー個(gè)實(shí)施例，所述支撐架21的寬度應(yīng)盡可能小，以減小與襯底22的接觸。作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述支撐架21的寬度范圍為其上方放置襯底的半徑的1/10 1/20，以保證能夠穩(wěn)定的將襯底22懸空。作為ー個(gè)實(shí)施例，所述支撐架21的材質(zhì)為石墨，其可以與石墨盤20—體化加工而成，也可以單獨(dú)加工，然后通過螺絲螺母等機(jī)械零件與石墨盤20固定在一起或者通過耐熱膠與石墨盤20粘合為一體。作為本實(shí)用新型的一個(gè)的實(shí)施例，所述支撐架21的材質(zhì)可以為透明材質(zhì)，這樣保證支撐架21下方的石墨盤20的熱量可以透過支撐架21傳輸至襯底22。例如所述支撐架21的材質(zhì)可以為石英、藍(lán)寶石或者兩者的混合。本實(shí)施例中，所述支撐架21的材質(zhì)為藍(lán)寶石。作為本實(shí)用新型的又ー實(shí)施例，所述支撐架21的材質(zhì)還可以為絕熱材質(zhì)，這樣可以減少石墨盤21將熱量傳遞給襯底22，比如所述支撐架21的材質(zhì)可以為陶瓷、氧化鋯或兩者的混合。由于石墨盤20在エ藝過程中可能會(huì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為了保證襯底22在石墨盤20中能穩(wěn)定，所述凹槽的側(cè)壁與底部可以有一定的傾斜，凹槽的側(cè)壁和底部形成V型，目的是使得凹槽的底部的直徑大于凹槽的正面的開ロ處的直徑，從而整個(gè)凹槽呈圓臺(tái)狀，保證襯底22在隨石墨盤20的旋轉(zhuǎn)過程中的位置相對穩(wěn)定。下面請結(jié)合圖6所示的本實(shí)用新型第二實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖。與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)采用相同的標(biāo)號(hào)。本實(shí)施例與前一實(shí)施例的區(qū)別在于，石墨盤20中具有孔洞，該孔洞位于襯底22的邊緣的凹槽下方的石墨盤20內(nèi)。所述孔洞用于減小石墨盤20對襯底22邊緣的熱輻射。因?yàn)榘l(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在對襯底22進(jìn)行加熱時(shí)，由于邊緣效應(yīng)的影響，襯底22的邊緣的溫度通常高于襯底22的中部的溫度，本實(shí)用新型通過在襯底22的邊緣的石墨盤20中設(shè)置孔洞，可以減少對襯底22的邊緣的熱輻射，從而使得襯底22的邊緣的溫度與襯底22的中部的溫度一致。本實(shí)用新型實(shí)施例的孔洞位于襯底22兩側(cè)的石墨盤20中，該孔洞設(shè)置在石墨盤20的正面，也是為了便于石墨盤20的加工制作。在其他的實(shí)施例中，所述孔洞還可以位于襯底邊緣附近的其他位置，比如該孔洞可以位于襯底的邊緣下方的石墨盤中，也可以位于襯底的邊緣的兩側(cè)的石墨盤中；該孔洞可以與凹槽相連通，或者該孔洞與凹槽之間可以有部分石墨盤隔絕，具體將在后續(xù)的實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)的說明。下面請參考圖7所示的本實(shí)用新型第三實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖。與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)米用相同的標(biāo)號(hào)表不。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，所述支撐架21懸掛于所述凹槽兩側(cè)的石墨盤20上，所述支撐架21的頂部固定于所述凹槽的兩側(cè)的石墨盤20上，所述支撐架21的底部用于放置襯底22。所述支撐架21為階梯型。即，支撐架21的頂部與凹槽兩側(cè)的石墨盤20的正面接觸，支撐架21的側(cè)面石墨盤20接觸，所述支撐架21的底部懸置于凹槽上。所述支撐架21的底部用于放置襯底22，支撐架21的側(cè)壁將襯底22的側(cè)面與石墨盤20隔離，使得襯底22與石墨盤20完全不接觸，這樣可以減小石墨盤20以熱傳導(dǎo)方式將熱量傳輸給襯底22，使得石墨盤20對襯底22的加熱以熱輻射方式為主，從而進(jìn)ー步改善對襯底22的受熱的均勻性。作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述支撐架21的正面、襯底22的正面與石墨盤20的正面齊平，這樣可以防止支撐架21和石墨盤20對襯底22上方的氣體帶來影響，提高襯底22上方的氣流分布的均勻性。本實(shí)用新型所述的支撐架的正面是指支撐架的朝向噴淋頭(未示出)ー側(cè)的表面，以上定義適用于全文。作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述石墨盤20中具有孔洞，該孔洞位于襯底22的邊緣的凹槽的底部，所述孔洞用于減小石墨盤20對襯底22的邊緣的熱輻射。本實(shí)施例中，所述孔洞與凹槽相連通，可以在利用同一エ藝步驟制作，便于石墨盤20的加工和制作。下面請結(jié)合圖8所示的本實(shí)用新型第四實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖，與前ー實(shí)施例相同的部件米用相同的標(biāo)號(hào)表不。本實(shí)施例與前一實(shí)施例的區(qū)別在于，凹槽的側(cè)壁和底部形成V型，相應(yīng)地，支撐架21的形狀為Z型，所述支撐架21懸掛于凹槽兩側(cè)的石墨盤20上，所述支撐架21的頂部固定于凹槽的兩側(cè)的石墨盤20上，所述支撐架21的底部用于放置襯底22。采用本實(shí)施例所述的Z型的支撐架21可以更好地固定襯底22，防止襯底22隨著石墨盤20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)被甩出去。本實(shí)施例中，孔洞位于襯底22的邊緣的下方的石墨盤20中。下面請參考圖9所示的本實(shí)用新型第五實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖，與前ー實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)米用相同的標(biāo)號(hào)表不。本實(shí)施例與前一實(shí)施例的區(qū)別在于，所述襯底22的正面、支撐架21的正面和石墨盤20的正面齊平，這樣有利于改善襯底22表面的氣體分布的均勻性。下面請參考圖10所示的本實(shí)用新型第六實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖，與前一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)米用相同的標(biāo)號(hào)表不。本實(shí)施例與前一實(shí)施例的區(qū)別在于，襯底22的邊緣的側(cè)壁和底部的石墨盤20中均形成有孔洞，并且在本實(shí)施例中該孔洞與凹槽相連通。在其他的實(shí)施例中，所述孔洞與凹槽之間還可以有部分石墨盤20隔離。本實(shí)施例中，所述支撐架21的形狀為階梯型，該支撐架21的側(cè)壁與凹槽兩側(cè)的石墨盤20不接觸，這樣可以防止石墨盤20通過支撐架21的側(cè)壁將熱量傳導(dǎo)給襯底22，防止對襯底22的邊緣加熱過多造成襯底22的邊緣溫度高于襯底22的中部的溫度，進(jìn)ー步改善襯底22的溫度分布的均勻性。本實(shí)施例中，所述支撐架21的底部與石墨盤20不接觸，也可以防止石墨盤20通過支撐架21將熱量傳遞給襯底22的邊緣，減小襯底22的邊緣與中部的溫度差異，進(jìn)一歩改善襯底22的溫度的分布的均勻性。為了進(jìn)ー步減小石墨盤通過支撐架傳導(dǎo)給襯底的熱量，改善襯底的邊緣和中部的溫度分布的均勻性，作為可選的實(shí)施例，還可以在支撐架的與襯底接觸的部分形成孔隙，這樣進(jìn)ー步減小支撐架與襯底的接觸面積。具體地，請參考圖11所示的圖9中的的支撐架的底部的結(jié)構(gòu)示意圖。作為ー個(gè)實(shí)施例，支撐架的頂部(未圖示)放置于石墨盤上，支撐架的底部(即用于放置襯底的部分)為雙環(huán)形結(jié)構(gòu)。如圖，該支撐架的底部具體包括外環(huán)211、內(nèi)環(huán)212和連接外環(huán)211和內(nèi)環(huán)212的連接橋213。采用所述雙環(huán)形結(jié)構(gòu)的支撐架與襯底的接觸面積少，減少了石墨盤通過支撐架向村底的熱傳導(dǎo)的熱量傳輸。 請參考圖12所示本實(shí)用新型第七實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖。與第六實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)米用相同的標(biāo)號(hào)表不。本實(shí)施例與第六實(shí)施例的區(qū)別在于，襯底22正面向上放置于階梯形的支撐架21上，所述襯底22的正面、支撐架21的正面和石墨盤20的正面齊平。本實(shí)施例與第六實(shí)施例的區(qū)別在于，孔洞的形狀和位置不同。本實(shí)施例的孔洞位于襯底121的邊緣的底部，與凹槽底部相連通。本實(shí)用新型的孔洞的深度自凹槽的側(cè)壁下方沿襯底121的徑向向村底121的中部方向的依次減小，整個(gè)孔洞呈三角狀。采用所述孔洞可以進(jìn)ー步消除襯底邊緣的熱福射。請參考圖15所示翹曲變形的硅襯底溫度分布曲線。其中橫軸D表示與襯底的中心的距離(単位為毫米)，縱軸T表示溫度(単位為K)。圖中并未定量地沿徑向標(biāo)出襯底上的溫度，而是定性地示出了沿徑向襯底的溫度變化趨勢，虛線左側(cè)為襯底中部，虛線右側(cè)為襯底邊緣。其中曲線I為采用現(xiàn)有技術(shù)的石墨盤對翹曲變形的硅襯底加熱的模擬結(jié)果。曲線I表明襯底的中部溫度分布比襯底的邊緣溫度分布均勻，由于邊緣效應(yīng)的影響，襯底的邊緣的溫度比襯底的中部的溫度高，并且越靠近襯底的邊緣溫度上升越快，溫度分布的均勻性越差，襯底的邊緣和中部的最大溫差超過10K。曲線2為采用本實(shí)施例的石墨盤對翹曲變形的硅襯底加熱的模擬結(jié)果。曲線2的襯底中部的溫度分布比襯底邊緣的溫度分布更為均勻，與曲線I相比，襯底的邊緣的溫度變化較為平緩，襯底的邊緣和中部的最大溫差小于4K，這說明采用本實(shí)用新型實(shí)施例的石墨盤可以有效改善襯底上溫度分布的均勻性。下面請參考圖13所示的第八實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖。與第七實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)采用相同的標(biāo)號(hào)表示。與前一實(shí)施例的區(qū)別在于，支撐架21位于凹槽的中部，且所述支撐架21由多個(gè)支撐柱構(gòu)成。本實(shí)施例中，所述支撐柱的數(shù)目為3個(gè)，所述支撐柱呈等邊三角形排布，等邊三角形的中心與凹槽的中心位于同一垂直線上(該垂直線與凹槽的底部垂直)。采用本實(shí)施例的支撐柱結(jié)構(gòu)將襯底懸置于凹槽內(nèi)，可以進(jìn)一歩減小襯底與石墨盤之間的熱傳導(dǎo)。下面請參考圖14所示的本實(shí)用新型第九實(shí)施例的石墨盤的結(jié)構(gòu)示意圖。與前一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)米用相同的標(biāo)號(hào)表不。本實(shí)施例與前一實(shí)施例的區(qū)別在于，石墨盤20內(nèi)的凹槽的側(cè)壁和底部形成V型，且襯底22的邊緣的下方和兩側(cè)的石墨盤20內(nèi)均形成有孔洞，這樣可以進(jìn)ー步減少對襯底22的邊緣的熱輻射。綜上，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的石墨盤的凹槽具有與之對應(yīng)的支撐架，利用該支撐架將襯底懸置，使得襯底與石墨盤不接觸，在進(jìn)行化學(xué)氣相沉積エ藝時(shí)，石墨盤作為襯底的熱源(石墨盤在加熱單元的加熱下升溫，能夠以熱輻射和熱傳導(dǎo)方式提供熱量)，由于襯底與石墨盤不接觸，因此利用本實(shí)用新型所述的石墨盤能夠?qū)崿F(xiàn)對襯底的加熱以熱輻射方式為主，而現(xiàn)有技術(shù)將襯底直接放置在石墨盤的凹槽中(即襯底與石墨盤直接接觸)，因此現(xiàn)有技術(shù)對襯底的加熱以熱傳導(dǎo)為主，當(dāng)襯底發(fā)生翹曲變形時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)容易造成襯底的各點(diǎn)受熱不均勻，導(dǎo)致襯底上形成的外延材料層不均勻，由于本實(shí)用新型利用熱輻射方式加熱，消除了現(xiàn)有技術(shù)利用熱傳導(dǎo)加熱給襯底上各點(diǎn)的加熱的不均勻造成的影響，提高了對襯底加熱的均勻性，相應(yīng)改善了化學(xué)氣相沉積エ藝的均勻性和襯底上形成的外延材料層的均勻性；進(jìn)ー步優(yōu)化地，所述支撐架的正面、襯底的正面與石墨盤的正面齊平，可以避免襯 底兩側(cè)的石墨盤和支撐架影響襯底的正面的氣流的分布，進(jìn)ー步改善襯底正面的氣流分布的均勻性；進(jìn)ー步優(yōu)化地，所述石墨盤中具有孔洞，位干與所述襯底的邊緣對應(yīng)的石墨盤中，所述孔洞用于減小石墨盤對襯底的邊緣的熱輻射，使得襯底的邊緣與襯底的中部受到的熱福射的基本相同，從而進(jìn)一步提聞襯底受熱的均勻性；進(jìn)ー步優(yōu)化地，所述支撐架的與襯底接觸的表面上形成有多個(gè)孔隙，用于減小所述支撐架與襯底的接觸面積，減少了來自石墨盤的熱傳導(dǎo)，進(jìn)一歩改善了襯底受熱的均勻性；進(jìn)ー步優(yōu)化地，所述支撐架懸掛于所述凹槽兩側(cè)的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定于所述凹槽的兩側(cè)的石墨盤上，所述支撐架的底部用于放置襯底，所述支撐架的形狀為Z型圓環(huán)，當(dāng)襯底需要隨著石墨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，有利于保證襯底在石墨盤中的位置相對穩(wěn)定。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例披露如上，但本實(shí)用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.ー種化學(xué)氣相沉積エ藝的石墨盤，具有用于放置襯底的凹槽，其特征在于，所述凹槽所在的位置具有與之對應(yīng)的支撐架，所述支撐架用于將襯底懸置，使得襯底與石墨盤不接觸。
2.如權(quán)利要求I所述的石墨盤，其特征在于，所述支撐架的形狀為環(huán)形，所述支撐架環(huán)繞所述凹槽的底部一周，所述支撐架位于襯底的下方。
3.如權(quán)利要求I所述的石墨盤，其特征在于，所述凹槽的側(cè)壁與底部構(gòu)成V型。
4.如權(quán)利要求2所述的石墨盤，其特征在于，所述支撐架與其中放置的襯底的厚度之和等于所述凹槽的深度。
5.如權(quán)利要求I所述的石墨盤，其特征在于，所述支撐架懸掛于所述凹槽兩側(cè)的石墨盤上，所述支撐架的頂部固定于所述凹槽的兩側(cè)的石墨盤上，所述支撐架的底部用于放置襯底。
6.如權(quán)利要求5所述的石墨盤，其特征在于，所述支撐架的形狀為Z型或階梯型。
7.如權(quán)利要求5所述的石墨盤，其特征在于，所述支撐架的正面、襯底的正面與石墨盤的正面齊平。
8.如權(quán)利要求I所述的石墨盤，其特征在于，所述石墨盤中具有孔洞，位于襯底的邊緣對應(yīng)石墨盤中，所述孔洞用于減小石墨盤對襯底的邊緣的熱福射。
9.如權(quán)利要求I所述的石墨盤，其特征在于，所述支撐架的與襯底接觸的表面上形成有多個(gè)孔隙，用于減小所述支撐架與襯底的接觸面積。
10.如權(quán)利要求9所述的石墨盤，其特征在于，所述支撐架的用于放置襯底的部分為雙環(huán)形結(jié)構(gòu)或多個(gè)支撐柱。
11.如權(quán)利要求I所述的石墨盤，其特征在于，所述凹槽的深度范圍為300微米 2毫米，所述支撐架的高度范圍為290微米 I. 7毫米。
12.ー種化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室，其特征在于，包括如權(quán)利要求I所述的石墨盤。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種化學(xué)氣相沉積工藝的石墨盤和含有上述石墨盤的反應(yīng)腔室，所述石墨盤具有凹槽，所述凹槽所在的位置具有與之對應(yīng)的支撐架，所述支撐架用于將襯底懸置，使得襯底與石墨盤不接觸。本實(shí)用新型通過將襯底懸置，使得石墨盤對襯底的加熱為熱輻射為主，從而改善了對襯底尤其是發(fā)生了翹曲變形的襯底的加熱的均勻性，改善了化學(xué)氣相沉積工藝的均勻性。
文檔編號(hào)C30B25/12GK202465868SQ20122005918
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者梁秉文 申請人:光達(dá)光電設(shè)備科技(嘉興)有限公司