[发明专利]衬底支撑结构及沉积装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过一边加热衬底一边在高温状态下供给原料气体来在衬底的表面上沉积薄膜的沉积工艺的装置，特别是涉及一种衬底支撑结构及沉积装置。

背景技术

外延生长工艺在产业界的各种领域得到广泛地应用，为了保证衬底上的外延的性能均匀，现有技术通过补偿板使衬底加热均匀。

图1为现有技术衬底支撑结构的俯视图。如图1所示，所述衬底支撑结构1包括载板11、温度补偿板12以及通孔13。图2是图1沿A-A’剖开线的剖面图，如图2所示，所述载板11上具有温度补偿板12，所述温度补偿板12内具有通孔13，所述通孔13用于收容衬底14，所述通孔13由所述温度补偿板12包围形成，其中，所述温度补偿板12的材料的热传导系数与所述衬底14的材料的热传导系数相同或相似，使得所述衬底14上表面的温度均匀。当对所述衬底14进行外延生长时，对所述载板11进行加热，所述载板11将热量传递给所述衬底14，由于所述衬底14周围被所述温度补偿板12包围，所述温度补偿板12的材料的热传导系数与所述衬底14的材料的热传导系数相同或相似，所以使得所述衬底14整个上表面的温度分布均匀，使得原料气体在所述衬底14整个上表面均匀反应，从而使得所述衬底14上沉积的外延性能均匀。

虽然上述现有技术解决了外延均匀生长的问题，但是，当所述温度补偿板12的材料的热传导系数与所述衬底14的材料的热传导系数相同或相似时，温度补偿板12的晶格很可能与所述衬底14相同或相似，特别是所述温度补偿板12的材料的热传导系数与所述衬底14的材料的相同时，原料气体在所述衬底14反应并沉积的同时，也会在所述温度补偿板12进行反应并沉积，从而在所述温度补偿板12上形成与所述衬底14上的外延一样的薄膜，因此，造成原料气体的消耗与浪费，同时也需要经常对所述温度补偿板12进行清洗。

因此，如何减少或避免原料气体的浪费，以及减少对所述温度补偿板的清洗，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

现有技术衬底支撑结构存在原料气体浪费的问题，本发明提供一种能解决上述问题的衬底支撑结构及沉积装置。

本发明提供一种衬底支撑结构，用于在沉积III-V族化合物的工艺中支撑衬底，所述衬底支撑结构包括载板，所述载板上具有温度补偿板，所述温度补偿板内具有通孔，所述通孔用于收容衬底，所述温度补偿板背离所述载板的表面形成有保护层，所述保护层用以抑制或防止所述温度补偿板背离所述载板的表面发生III-V族化合物外延沉积。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述保护层的材料为二氧化硅或非晶或多晶材料。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述非晶或多晶材料为非晶或多晶碳化硅。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述衬底为蓝宝石衬底、氮化镓衬底或硅衬底。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述温度补偿板的材料的热传导系数为所述衬底的材料的热传导系数的0.5倍以上且2倍以下。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述温度补偿板的材料与所述衬底的材料相同。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述温度补偿板由多个子块构成，每一所述子块上的所述保护层为一整块。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述温度补偿板为圆形，所述子块以所述温度补偿板的圆心为中心呈扇形排列或同心圆环排列。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述子块以所述温度补偿板的圆心为中心呈扇形排列，不同子块的厚度相同。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述子块以所述温度补偿板的圆心为中心呈同心圆环排列，不同子块从圆心沿半径向外厚度增大。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述温度补偿板通过可拆卸的固定部件固定于所述载板上。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述温度补偿板下方设置有定位钉或定位空，所述载板的上表面设置有相应的定位孔或定位钉，将所述定位钉插入所述定位孔，以固定所述温度补偿板。

进一步的，在所述衬底支撑结构中，所述III-V族化合物为氮化镓。

进一步的，本发明还提供一种沉积装置，包括：可密闭的反应腔、所述的衬底支撑结构、用于向所述衬底供给原料气体的气体供给机构、用于加热所述衬底的加热机构，其中，所述衬底支撑结构设置于所述反应腔内，在所述反应腔内，通过利用所述加热机构经由所述衬底支撑结构加热所述衬底，并在高温状态下供给原料气体，在所述衬底的表面上形成生长膜。

与现有技术相比，本发明提供的衬底支撑结构及沉积装置具有以下优点：