[实用新型]一种外延薄膜生长承载盘

说明书

本实用新型涉及一种外延薄膜生长承载盘，包括圆盘，所述圆盘上表面设置环形凹槽，所述凹槽内设置至少一个内环，所述内环与所述圆盘可拆卸地连接；所述圆盘的外周设置环形凸起，所述凸起的外沿套接外环，所述外环的外沿与所述圆盘的外沿平齐。所述外延薄膜生长承载盘可以通过增加或者去除内环，使得承载盘厚度发生改变，从而达到调整晶片表面温场分布的效果，控制方法简便，普通操作者皆可以掌握，便于推广运用，尤其适用于碳化硅外沿薄膜的制备。

技术领域

本实用新型涉及功能材料制备机械元件，尤其是一种外延薄膜生长承载盘。

背景技术

近些年，碳化硅(SiC)外延材料和器件正在稳步而快速增长，在某些领域其正在逐步替代传统的硅和砷化镓材料。相对于硅和砷化镓来说，碳化硅具有更好的材料特性。例如4H-SiC，其具有大约4×10⁶V/cm的击穿场强，大约2×10⁷cm/s的电子漂移速度和大约4.9W/cm·K的热导率，同时具有高化学稳定性和抗辐射性能。这些优异的材料特性表明碳化硅特别适合于高功率、高温和高频应用。

外延薄膜是利用晶体界面上的二维结构相似性成核的原理，在一块单晶片上，沿着其原来的结晶轴方一向再生长一层晶格完整、且可以具有不同的杂质浓度和厚度的单晶层薄膜。大多数器件制备均在外延薄膜上实现，因此，碳化硅器件制的性能很大程度上取决于碳化硅外延薄膜的质量。碳化硅产业正在迅速扩张，且业内对碳化硅晶片质量要求也在不断提高，其中外延层载流子浓度影响着半导体器件电学性能，器件客户对外延层载流子浓度的均匀性有着严格的要求。为提高企业在行业内的竞争水平，研究和改善N型4H-SiC外延层载流子浓度的均匀性迫在眉睫。其中碳化硅外延生长炉内温度场、气流分布以及C/Si分布等方面影响着载流子浓度的均匀性，而承载碳化硅生长的圆盘是影响其成型的关键设备。

CN211005719U公开了一种碳化硅外延生长用石墨盘基座，包括基座本体和口袋，基座本体的顶面包括第一上表面，基座本体的底面包括第一下表面，口袋设置于第一上表面上，所述第一上表面和所述第一下表面均为圆锥面，第一上表面和第一下表面的锥度大小相同且第一上表面的母线与第一下表面的母线相平行。本实用新型的碳化硅外延生长用石墨盘基座，因SiC生长过程中会存在“耗尽”现象，导致了外延片径向上各点的生长速率及掺杂浓度随径向位置变化而有所差异，造成了外延片厚度及浓度的不均匀性，通过在基座本体的顶面设置圆锥面，提高外延片厚度均匀性，同时在底面设置与顶面锥度大小相同的圆锥面，以提高温场的均匀性，从而可以提高掺杂浓度均匀性。然而这种圆锥面上材料放置的平衡性对操作者的要求较高，且圆锥面的温度传递不及平面温度传递效果，因此材料生长的稳定性和重现性不佳。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种外延薄膜生长承载盘，用于承载衬底进行外延生长，通过添加或者去除内环，改变材料外延生长时晶片表面温场的分布，从而改善载流子浓度均匀性。该设备尤其适用于碳化硅外延薄膜的制备，可以改变碳化硅外延晶片载流子浓度均匀性，从而保证反应室温度不变的情况下单独调整衬底表面温场。

为解决此技术问题，本实用新型采取以下方案：

一种外延薄膜生长承载盘，包括圆盘，所述圆盘上表面设置环形凹槽，所述凹槽内设置至少一个内环，所述内环与所述圆盘可拆卸地连接；所述圆盘的外周设置环形凸起，所述凸起的外沿套接外环，所述外环的外沿与所述圆盘的外沿平齐。

进一步的，所述圆盘的直径为163.5-165.5mm。

进一步的，所述圆盘的厚度为4-6mm。

进一步的，所述凹槽的深度为0.5-3mm。

进一步的，所述凸起的高度为1-1.5mm，宽度为0.5-1mm。

进一步的，所述外环的厚度为1.5-2.0mm，优选的，所以外环比所述凸起高0.3-0.6mm。