[发明专利]化学气相沉积反应器或外延层生长反应器及其支撑装置

说明书

一种化学气相沉积反应器或外延层生长反应器，包括一反应腔，所述反应腔内设置至少一基片承载架和一用于支撑所述基片承载架的支撑装置，所述基片承载架包括一第一表面和一第二表面，所述基片承载架的第二表面设置有至少一个向内凹陷的凹进部；所述支撑装置包括：主轴部；与所述主轴部的一端相连接、并沿所述主轴部外围向外延伸开来的支撑部，所述支撑部包括一支撑面；以及与所述主轴部相连接、并沿着向所述基片承载架的第一表面方向延伸一高度的插接部；所述支撑装置的插接部可分离地插接于所述凹进部内，从而使所述基片承载架放置于所述支撑装置上并由其支撑。本发明的基片承载架在基片加工过程中能够实现平衡、可靠地旋转。

本案是分案申请

原案发明名称：化学气相沉积反应器或外延层生长反应器及其支撑装置

原案申请号：20111037577.2

原案申请日：2011年11月23日。

技术领域

本发明涉及制造半导体器件，尤其涉及一种在诸如基片等衬底上生长外延层或进行化学气相沉积的装置。

背景技术

在诸如基片等衬底上生长外延层或进行化学气相沉积的生产过程中，反应器的设计十分关键。现有技术中，反应器有各种各样的设计，包括：水平式反应器，该反应器中，基片被安装成与流入的反应气体成一定角度；行星式旋转的水平式反应器，该反应器中，反应气体水平通过基片；以及垂直式反应器，该反应器中，当反应气体向下注入到基片上时，基片被放置在反应腔内的基片承载架上并以相对较高的速度旋转。该种高速旋转的垂直式反应器为商业上最重要的MOCVD反应器之一。

例如，发明名称为“通过化学汽相沉积在基片上生长外延层的无基座式反应器”的中国发明专利（中国专利号：01822507.1）提出了一种无基座式反应器，如图1所示，其包括反应腔、可旋转主轴400、用于加热基片的加热装置140以及用来支撑基片的基片承载架300。主轴400包括顶面481和主轴壁482，基片承载架300包括一中心凹进部分390。在将基片承载架300安装到主轴400时，主轴400被插入中心凹进部分390内，直到主轴壁482和凹进部分390的壁之间紧密配合，产生将基片承载架300保持在沉积位置的摩擦力，亦即，基片承载架300通过摩擦力保持在主轴400的顶端上，并被带动与主轴400一起旋转。

然而，在实际工艺过程中，前述反应器仅仅通过摩擦力很难（例如：因摩擦力不足而产生打滑）将基片承载架300保持在高速旋转的主轴400上并使二者一起旋转，若通过额外设置的保持装置解决此不足则会增加系统的复杂程度；此外，由于主轴400直径的局限，在沉积过程中很难保证基片承载架300始终保持平衡，倘若基片承载架300在沉积过程中重心失去平衡，发生摇摆，使得得到的基片外延层生长不均匀；再者，由于主轴壁482和凹进部分390的壁之间紧密配合，在基片加工过程中，通常为高温环境，主轴400会产生热膨胀，且主轴400的热膨胀系数高于基片承载架300的热膨胀系数，凹进部分390将会因主轴400的热膨胀而被撑坏，最终导致整个基片承载架300裂开；最后，在沉积过程中，主轴400的旋转速度与基片承载架300的转速通常不一致，二者有一定的偏差，这使得不能准确测量反应器内基片的位置，进而不能准确测量基片的温度和进一步地控制基片的温度。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种反应器，其中基片承载架在基片加工过程中能够实现平衡、可靠地旋转，并且基片承载架不会因支撑装置受热膨胀而被撑坏，提高了整个反应器的可靠性。

本发明的目的之二在于提供一种用于反应器内的的支撑装置，该支撑装置能够与基片承载架可分离地连接，并且在基片加工过程中，对基片承载架提供平衡、可靠的支撑并带动基片承载架平衡、可靠地旋转。