[实用新型]一种用于MOCVD反应室的电磁加热装置

说明书

技术领域

 本实用新型属于微电子技术领域，特别涉及一种用于MOCVD反应室的电磁加热装置。

背景技术

目前，利用金属有机化学气相淀积MOCVD技术淀积半导体薄膜，是微电子和光电子领域以及半导体集成电路领域的一种不可或缺的技术。反应室是MOCVD设备的核心部分，晶片的温度均匀分布是反应室设计的基本要求之一。MOCVD反应室加热方式主要有感应加热和电阻加热，与电阻加热方式相比，感应加热具有加热速度快、不需要整体加热和无沾污等优点，一直为人们所青睐。但传统用的感应加热式MOCVD反应室中，由于感生电流的集肤效应（也称趋肤效应），使得晶片温度分布不均匀，这个问题是制约感应加热的MOCVD反应室特别是大尺寸，如八英寸、十二英寸和十六英寸等反应室进一步发展的一个瓶颈，迄今为止，对于大尺寸的反应室，关于如何降低因感生电流的集肤效应对晶片温度分布均匀性的影响，从而提高晶片温度分布的均匀性这一问题仍有待解决。

目前，国内外对于这方面的研究还较少，相关的研究主要如下几种：H. Hanawa等提出了一种多区域感应加热方式，其主要方法是对不同加热区域的线圈施加不同的电功率，目的是提高晶片温度分布的均匀性，参见Muti-zone induction heating for improved temperature uniformity in MOCVD and HVPE chambers. United States Patent, 2011, Pub. No.: US 2011/0259879A1.但这种方式结构复杂，不同区域的温度不容易控制。

中国专利名称为：电磁加热装置，专利号：ZL200810232210.8。公开了一种电磁加热装置，这种加热装置由线圈和发热体组成，线圈环绕在发热体的周围，发热体上刻环形槽，环形槽的目的是改变发热体的热传导方向，与传统的发热体相比，这种刻环形槽的发热体提高了其上表面温度分布的均匀性。这种装置，对小尺寸的晶片（如半径两英寸以下）是适应的，但对大尺寸的MOCVD反应室，由于晶片半径增大，如果想使晶片获得均匀加热，对应的基座高度必须增大，这使得生长薄膜材料时，对温度的迅速切换造成一定的影响。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本实用新型提供了一种用于MOCVD反应室的电磁加热装置，它用以提高被加热晶片温度分布的均匀性，不影响晶片温度的迅速切换和基座的旋转，有利于提高生长薄膜的质量。

本实用新型是通过以下措施实现的：

本实用新型的一种用于MOCVD反应室的电磁加热装置，包括石墨基座和线圈，所述石墨基座为圆柱形且线圈设置在石墨基座的下方，所述石墨基座上表面设置有向下凹陷的圆环形凹槽。

上述圆环形凹槽分为上下两级且均与石墨基座同心，上级圆环形凹槽的外直径大于下级圆环形凹槽的外直径，石墨基座中心设置有中心柱，所述中心柱的顶部与上级圆环形凹槽的底部在同一平面上。

上述下级圆环形凹槽的内半径是石墨基座半径的0.3倍，下级圆环形凹槽的外半径是石墨基座半径的0.8倍，下级圆环形凹槽的深度是石墨基座高度的0.7倍。

上述下级圆环形凹槽的深度大于上级圆环形凹槽的深度。

上述上级圆环形凹槽的外直径和深度与晶片的直径和厚度一致。

上述线圈以同心圆的方式均匀盘绕在石墨基座的下方。

上述线圈距石墨基座底部距离小于石墨基座的高度，线圈中心与最外层线圈的距离和石墨基座半径近似相等。

本实用新型的有益效果是：圆环形凹槽改变了传统石墨基座单一的加热方式，根据电磁感应加热的特性，既有直接的热传导，又有辐射加热，提高了晶片温度分布的均匀性。对于大尺寸的晶片来说，不需要增加基座的高度，结构简单，加热效率高，更加适合在大尺寸的MOCVD反应室中使用。

附图说明

图1 为本实用新型的剖面结构示意图。

图2为本实用新型的部分剖面结构立体图。

图3为本实用新型与传统的效果对比图。

其中：1石墨基座，2上级圆环形凹槽，3晶片，4下级圆环形凹槽，5中心柱，6线圈。

具体实施方式