[发明专利]一种提高MOCVD外延片均匀性的石墨盘

说明书

技术领域

本发明涉及MOCVD外延片生产技术领域，特别是MOCVD外延生产设备——石墨盘的结构设计。

背景技术

MOCVD是指金属有机物化学气相沉积设备，目前广泛应用于III-V化合物半导体薄膜材料的生长。载气把Mo有机源带入反应室，在衬底上反应，形成薄膜材料。衬底放置于石墨盘上，通过灯丝或者射频进行加热，加热温度为500～1200 ℃。石墨盘由高纯石墨组成，并包裹SiC。加热单元在石墨盘下面。

目前Aixtron公司的G5 MOCVD外延石墨盘的设计如图1所示，小石墨盘105放置于大石墨盘101上， 连接栓 103通过小石墨盘上的孔105支撑小石墨盘。外延生长过程中，载气(H2或者N2)通过大石墨盘上的通气小孔102吹起小石墨盘，让其进行自转。小石墨盘上有7个片槽，1个中心片槽105和6个对称的边缘片槽106。大石墨盘底部的加热单元100通过载气，把热量传递到置于小石墨盘盘片槽的衬底上。

由于连接栓103是由导热性较好的钛金属构成，小石墨盘盘上中心片的中心温度会明显高于边缘温度，同时又会高于边缘片的温度。这样会导致中心片中心波长比边缘短，同时中心片波长比边缘片短。小石墨盘内部温度不均匀造成小石墨盘内部外延片均一性不好，这是目前G5 MOCVD目前外延生长普遍存在的问题。

发明内容

本发明目的是提出一种能克服现有技术缺陷，提高小石墨盘内部温度均匀度的提高MOCVD外延片均匀性的石墨盘。

本发明包括大石墨盘和小石墨盘，在大石墨盘上设有通气小孔和连接栓，在小石墨盘中心的背部设置与连接栓适配的支撑凹槽，所述小石墨盘通过支撑凹槽和连接栓的配合布置在大石墨盘上方；在小石墨盘上设置有中心片槽和边缘片槽；其特征在于在大石墨盘背面开设圆柱形凹槽，所述凹槽和连接栓布置在同一轴线上。

本发明由于在小石墨盘中心相对的大盘背面设置了圆柱形凹槽，温度得到降低，补偿了连接栓导热造成的小盘中心局部温度较高的现象，从而改善小石墨盘的温度差异现象，同时使得小石墨盘上中心片槽和边缘片槽的温度达到一致，最终在小盘上获得均匀性很好的外延片。

另外，本发明所述凹槽的直径为10～10000微米，深度为10～10000微米。通过进一步优化大石墨盘背面圆柱形凹槽的大小，可以调整小石墨盘中心片的温度，以进一步提高外延片质量。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

具体实施方式

如图1所示本发明包括大石墨盘101和小石墨盘105，在生产时大石墨盘101下方布置有加热单元100。

在大石墨盘101上设有供载气的若干通气小孔102，在通孔小孔102中心处设置一个连接栓103，在小石墨盘105中心的背部设置与连接栓103适配的支撑凹槽104，小石墨盘105通过支撑凹槽104和连接栓103的配合布置在大石墨盘101的上方。

在小石墨盘105上设置有中心片槽106和边缘片槽107。

在大石墨盘101背面开设一个圆柱形凹槽108，凹槽108和连接栓103布置在同一轴线上。凹槽108的直径d为10～10000微米，深度h为10～10000微米。