[实用新型]石墨盘、具有上述石墨盘的反应腔室

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积(CVD)技术领域，特别涉及化学气相沉积设备的石墨盘、反应腔室。

背景技术

MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种化学气相外延沉积工艺。它以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和Ⅴ、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长的源材料，以热分解反应方式在石墨盘上进行沉积工艺，生长各种Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。

下面对现有的化学气相沉积工艺的原理进行说明。具体地，以MOCVD为例，请参考图1所示的现有的化学气相沉积工艺设备的结构示意图。

手套箱10内形成有相对设置的喷淋头11和石墨盘12。所述喷淋头11内可以设置多个小孔，所述喷淋头11用于提供反应气体。所述石墨盘12内具有多个凹槽，每个凹槽内对应放置一片衬底121，所述衬底121的材质通常为价格昂贵的蓝宝石。所述石墨盘12的下方还形成有加热单元13，所述加热单元13对石墨盘12进行加热，石墨盘12受热升温，能够以热辐射和热传导方式对衬底121进行加热。由于衬底121放置在石墨盘12中，两者接触，因此石墨盘12对衬底121的加热以热传导为主。

在进行MOCVD工艺时，反应气体自喷淋头11的小孔进入石墨盘12上方的反应区域(靠近衬底121的表面的位置)，所述衬底121由于加热单元13的热传导加热而具有一定的温度，从而该温度使得反应气体之间进行化学反应，从而在衬底121表面沉积外延材料层。

在实际中发现，现有的化学气相沉积工艺的均匀性不高，外延芯片的良率偏低。

实用新型内容

本实用新型实施例解决的问题是提供了一种石墨盘、含有上述石墨盘的反应腔室和对衬底的加热方法，提高了对衬底(尤其是发生了变形的衬底)的加热的均匀性，改善了化学气相沉积工艺的均匀性，提高了外延芯片的良率。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种化学气相沉积工艺的石墨盘，具有凹槽，所述凹槽所在的位置具有与之对应的支撑架，所述支撑架用于将衬底悬置，使得衬底与石墨盘不接触。

可选地，所述支撑架的形状为环形，所述支撑架环绕所述凹槽的底部一周，所述支撑架位于衬底的下方。

可选地，所述凹槽的侧壁与底部构成V型。

可选地，所述支撑架与其中放置的衬底的厚度之和等于所述凹槽的深度。

可选地，所述支撑架悬挂于所述凹槽两侧的石墨盘上，所述支撑架的顶部固定于所述凹槽的两侧的石墨盘上，所述支撑架的底部用于放置衬底。

可选地，所述支撑架的形状为Z型或阶梯型。

可选地，所述支撑架的正面、衬底的正面与石墨盘的正面齐平。

可选地，所述石墨盘中具有孔洞，位于衬底的边缘对应石墨盘中，所述孔洞用于减小石墨盘对衬底的边缘的热辐射。

可选地，所述支撑架的材质为透明材质或绝热材质。

可选地，所述透明材质为石英、蓝宝石中的一种或其混合。

可选地，所述绝热材质为陶瓷、氧化锆或两者的混合。

可选地，所述支撑架的与衬底接触的表面上形成有多个孔隙，用于减小所述支撑架与衬底的接触面积。

可选地，所述支撑架的用于放置衬底的部分为双环形结构或多个支撑柱。

可选地，所述凹槽的深度范围为300微米～2毫米，所述支撑架的高度范围为290微米～1.7毫米。

本实用新型还提供一种化学气相沉积工艺过程中对衬底的加热方法，利用与凹槽对应的支撑架，将所述衬底悬置，使得所述衬底与石墨盘不接触，利用石墨盘的热辐射对所述衬底进行加热。

相应地，本实用新型还提供一种化学气相沉积设备的反应腔室，包括所述的石墨盘。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：