[发明专利]托盘及具有其的化学气相沉积设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种托盘及具有其的化学气相沉积设备。

背景技术

MOCVD(金属有机化合物化学气相淀积)温度均匀性，尤其是承载基片的托盘上温度均匀性对于工艺性能具有很重要的作用，为了达到该温度均匀性各厂家采用不同的加热方式和相应的托盘结构。如现有喷淋头结构反应腔采用电阻丝加热整个石墨大托盘，通过分区电阻丝实现托盘温度均匀性。现有行星式结构采用感应加热整个石墨大托盘，大托盘上承载可自转的小托盘，通过小托盘自转来实现小托盘内较好的温度均匀性。上述两种反应腔对应的托盘结构能保证工艺沉积区域的温度均匀性，但在提高产能方面相对局限性大。

现有技术的缺点是，由于感应加热的特性：即离线圈越近，磁力线越密，感应电流密度越大，能加热到的温度越高；离线圈越远，磁力线越疏，感应电流密度越小，能加热到的温度越低。因此托盘的温度从边缘到中心逐渐降低，从而导致托盘的加热温度不均匀，因此很难达到膜层生长的工艺要求。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决托盘加热温度不均匀的缺陷。

为此，本发明的目的在于提出一种使加热温度更为均匀的托盘。

本发明的另一目的在于提出一种具有上述托盘的化学气相沉积设备。

为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出一种托盘包括：托盘本体；多个安装槽，所述多个安装槽沿所述托盘本体的周向设置，优选均匀设置；多个小托盘，每个所述小托盘对应地设置在一个安装槽中，其中，所述托盘本体由绝缘材料构成，所述多个小托盘由导热且导电的材料构成。

根据本发明实施例的托盘，由于托盘本体绝缘且小托盘导热且导电，因此托盘本体不会被感应线圈感应加热，这样只有导热且导电的小托盘才会形成回转感应电流，从而加热小托盘。这样，电流流过区域就集中在小托盘上，回转半径变小，因此本发明实施例的托盘能够极大地降低温度差异性。

在本发明的一个实施例中，所述小托盘在所述安装槽中可转动。

在本发明的一个实施例中，所述多个安装槽均匀设置在所述托盘本体的周向边缘处以使所述多个小托盘的边缘凸出所述托盘本体且与反应腔内壁接触，且所述多个小托盘的边缘设有第一啮合部件，所述第一啮合部件与设置在所述反应腔内壁的第二啮合部件相互匹配。

在本发明的一个实施例中，所述小托盘和所述安装槽之间涂覆有润滑油。

在本发明的一个实施例中，所述小托盘和所述安装槽之间具有间隙，且所述安装槽中设有顶针，所述小托盘的底部与所述顶针接触。

在本发明的一个实施例中，所述绝缘材料包括石英、陶瓷，所述导热且导电的材料包括石墨、SiC、Mo或Mo合金。

在本发明的一个实施例中，如果所述导热且导电的材料为石墨，则所述小托盘表面还涂覆有SiC或氮化硼涂层。

本发明第二方面的实施例提出一种化学气相沉积设备，包括：反应腔，所述反应腔包括反应腔外壁和反应腔内壁，所述反应腔内壁限定有反应空间；设置在所述反应腔外壁之外的多个感应线圈；和一个或多个托盘，所述一个或多个托盘设置在所述反应空间之中，所述一个或多个托盘为上述第一方面实施例的托盘。

根据本发明实施例的化学气相沉积设备，多个感应线圈对化学气相沉积设备的小托盘进行感应加热，使得在每个小托盘上的感应电流回转半径变小，从而使小托盘的表面温度相对均衡，进而提高反应腔对生长的工艺要求。

在本发明的一个实施例中，所述多个托盘在所述反应空间内竖直地或水平地等间隔设置。

在本发明的一个实施例中，所述的化学气相沉积设备还包括：转轴，所述转轴穿过所述多个托盘的中心以带动所述多个托盘转动；和第一电机，所述第一电机控制所述转轴在第一方向上以第一转速转动。

在本发明的一个实施例中，所述化学气相沉积设备还包括：第二电机，所述第二电机带动所述反应腔内壁在第二方向上以第二转速转动。

在本发明的一个实施例中，所述第一方向和第二方向相同，且所述第一转速大于所述第二转速。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的托盘结构的俯视图；

图2A为感应电流在传统托盘内的回转路径示意图；

图2B为感应电流在本发明实施例的托盘内的回转路径示意图；