一種碳化硅外延爐加熱基座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種碳化硅外延爐加熱基座，解決了現(xiàn)有的碳化硅外延爐加熱基座的小圓盤基座在氣浮氣體的作用下導(dǎo)致溫度不均勻，從而導(dǎo)致碳化硅外延缺陷增多等問(wèn)題。一種碳化硅外延爐加熱基座，包括大圓盤基座和至少一個(gè)小圓盤基座，所述大圓盤基座的上表面上凹設(shè)有數(shù)個(gè)圓形安裝槽，所述安裝槽的數(shù)量與所述小圓盤基座的數(shù)量相等，每個(gè)安裝槽的底部均開設(shè)有進(jìn)氣口，每個(gè)小圓盤基座對(duì)應(yīng)氣浮于一個(gè)安裝槽內(nèi)；所述小圓盤基座包括碳化硅制成的碳化硅基座和涂覆于碳化硅基座外表面的TaC涂層。
【專利說(shuō)明】一種碳化硅外延爐加熱基座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳化硅外延晶片生產(chǎn)裝置，特別是一種碳化硅外延爐加熱基座?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]碳化硅半導(dǎo)體具有大禁帶寬度、優(yōu)良的穩(wěn)定性、高熱導(dǎo)率、高臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高飽和電子漂移速度等優(yōu)良特性，是制作高溫、高頻、大功率和強(qiáng)輻射電力電子器件的理想半導(dǎo)體材料。與傳統(tǒng)的娃器件相比，碳化娃器件能夠在10倍于娃器件的電場(chǎng)強(qiáng)度下正常工作。用于制作碳化硅器件的碳化硅材料通常是生長(zhǎng)在碳化硅襯底上的碳化硅外延晶片。
[0003]目前碳化硅外延生長(zhǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，通常采用CVD (化學(xué)氣相沉積)的方法來(lái)生長(zhǎng)碳化硅外延晶片。由于碳化硅外延生長(zhǎng)溫度較高，一般在1500~1600度左右，這就對(duì)加熱系統(tǒng)提出了更高的要求。加熱系統(tǒng)是碳化硅外延生長(zhǎng)爐的重要組成部分。每一個(gè)新穎的反應(yīng)室設(shè)計(jì)，都需要與之相匹配的加熱裝置和控制技術(shù)。目前碳化硅外延生長(zhǎng)爐基本上都采用高頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)。高頻感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流發(fā)熱來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的電加熱。在高頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)中石墨基座是最常用的導(dǎo)體，對(duì)于商業(yè)量產(chǎn)碳化硅外延爐來(lái)說(shuō)，為了獲得更好的生長(zhǎng)均勻性，石墨加熱基座分為兩個(gè)部分；大盤基座和小圓盤基座，大、小盤都獨(dú)自旋轉(zhuǎn)。一般大盤是靠軸承進(jìn)行機(jī)械式旋轉(zhuǎn)，而小盤是靠氣體進(jìn)行氣浮式旋轉(zhuǎn)。氣浮氣體溫度通常要遠(yuǎn)低于小圓盤基座的溫度，這樣氣浮氣體會(huì)使得小盤的溫度不均勻。這對(duì)碳化硅外延生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，導(dǎo)致碳化硅的外延缺陷的增多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種碳化硅外延爐加熱基座，解決了現(xiàn)有的碳化硅外延爐加熱基座的小圓盤基座在氣浮氣體的作用下導(dǎo)致溫度不均勻，從而造成碳化硅外延缺陷增多等問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種碳化娃外延爐加熱基座，包括大圓盤基座和至少一個(gè)小圓盤基座，所述大圓盤基座的上表面上凹設(shè)有數(shù)個(gè)圓形安裝槽，所述安裝槽的數(shù)量與所述小圓盤基座的數(shù)量相等，每個(gè)安裝槽的底部均開設(shè)有進(jìn)氣口，每個(gè)小圓盤基座對(duì)應(yīng)氣浮于一個(gè)安裝槽內(nèi)；所述小圓盤基座包括碳化硅制成的碳化硅基座，所述碳化硅基座的外表面涂覆有TaC涂層。
[0007]進(jìn)一步的，所述安裝槽的底部凹設(shè)有螺旋槽。
[0008]進(jìn)一步的，所述安裝槽沿所述大圓盤基座上表面的周向均勻間隔布置，每個(gè)安裝槽的圓心到所述大圓盤基座軸心的距離相等。
[0009]進(jìn)一步的，所述安裝槽沿其周邊的底部凹設(shè)有環(huán)槽，所述進(jìn)氣口開設(shè)于所述環(huán)槽上。
[0010]通過(guò)以上描述可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]我們已知，碳化硅的熱導(dǎo)率為230W/m.k，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)石墨的熱導(dǎo)率，本發(fā)明采用熱導(dǎo)率更高的碳化硅材料制作小圓盤基座，即本發(fā)明的小圓盤基座為外表面涂覆有TaC涂層的碳化硅基座。利用碳化硅較高的熱導(dǎo)率大幅度提高小圓盤基座的溫度均勻性，降低甚至消除因氣浮氣體的使用造成的小圓盤基座溫度場(chǎng)的不均勻性，從而獲得更加均勻的晶片溫度場(chǎng)分布，解決因溫度不均勻而產(chǎn)生的碳化硅外延缺陷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的小圓盤基座的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]參照?qǐng)D1和圖3, —種碳化娃外延爐加熱基座,包括大圓盤基座I和至少一個(gè)小圓盤基座2，所述大圓盤基座I的上表面上凹設(shè)有數(shù)個(gè)圓形安裝槽3。所述安裝槽3的數(shù)量與所述小圓盤基座2的數(shù)量相等，每個(gè)安裝槽3的底部均開設(shè)有進(jìn)氣口 4，每個(gè)小圓盤基座2對(duì)應(yīng)氣浮于一個(gè)安裝槽3內(nèi)。
[0018]參照?qǐng)D1，所述安裝槽3的底部凹設(shè)有螺旋槽5。這樣使得從進(jìn)氣口吹入安裝槽內(nèi)的氣浮氣體能夠沿著螺旋槽5旋轉(zhuǎn)，形成旋轉(zhuǎn)氣體，帶動(dòng)小圓盤基座2轉(zhuǎn)動(dòng)，另外，所述安裝槽3沿其周邊的底部凹設(shè)有環(huán)槽6，所述進(jìn)氣口 4開設(shè)于所述環(huán)槽6上，使得氣浮氣體從進(jìn)氣口 4吹入安裝槽3之后首先沿環(huán)槽6分散，然后氣體再沿所述環(huán)槽6向上升起，氣浮氣體對(duì)對(duì)小圓盤基座2的底部周邊形成均勻的氣浮氣體，使得小圓盤基座2在氣浮氣體的帶動(dòng)下水平氣浮，以及能夠在旋轉(zhuǎn)過(guò)程保持水平。
[0019]參照?qǐng)D1和圖3，本發(fā)明中，所述安裝槽3沿所述大圓盤基座I上表面的周向均勻間隔布置，每個(gè)安裝槽3的圓心到所述大圓盤基座I軸心的距離相等。安裝槽3的均勻間隔布置使得大圓盤基座I的重量分布均勻，確保轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定。
[0020]我們已知碳化硅的熱導(dǎo)率，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)石墨的熱導(dǎo)率， 本發(fā)明采用熱導(dǎo)率更高的碳化硅制作小圓盤基座2，利用碳化硅較高的熱導(dǎo)率大幅度提高小圓盤基座2的溫度均勻性，降低甚至消除因氣浮氣體造成的小圓盤基座2溫度場(chǎng)的不均勻性。參照?qǐng)D2，本發(fā)明的小圓盤基座2包括碳化硅制成的碳化硅基座21，為了防止碳化硅外延晶片背面的沉積，本發(fā)明在碳化硅基座21的表面涂覆有一層抗燒蝕性強(qiáng)的涂層。TaC (碳化鉭)具有高熔點(diǎn)(3880°C)、高化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)良的抗氧化性能，是一種極具潛力的抗燒蝕材料，因此，本實(shí)施例優(yōu)選用TaC作為涂覆材料在碳化硅基座的外表面涂覆形成TaC涂層22。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碳化娃外延爐加熱基座，包括大圓盤基座和至少一個(gè)小圓盤基座，所述大圓盤基座的上表面上凹設(shè)有數(shù)個(gè)圓形安裝槽，所述安裝槽的數(shù)量與所述小圓盤基座的數(shù)量相等; 每個(gè)安裝槽的底部均開設(shè)有進(jìn)氣口，每個(gè)小圓盤基座對(duì)應(yīng)氣浮于一個(gè)安裝槽內(nèi)；其特征在于: 所述小圓盤基座包括碳化硅制成的碳化硅基座，所述碳化硅基座的外表面涂覆有TaC涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種碳化硅外延爐加熱基座，其特征在于:所述安裝槽的底部凹設(shè)有螺旋槽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種碳化硅外延爐加熱基座，其特征在于:所述安裝槽沿所述大圓盤基座上表面的周向均勻間隔布置，每個(gè)安裝槽的圓心到所述大圓盤基座軸心的距離相等。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種碳化硅外延爐加熱基座，其特征在于:所述安裝槽沿其周邊的底部凹設(shè)有環(huán) 槽，所述進(jìn)氣口開設(shè)于所述環(huán)槽上。
【文檔編號(hào)】C30B29/36GK103469300SQ201310438846
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】馮淦, 趙建輝 申請(qǐng)人:瀚天天成電子科技（廈門）有限公司