[发明专利]用于提高外延片波长均匀性的石墨基板

说明书

本公开提供了一种提高外延片波长均匀性的石墨基板，属于半导体技术领域。所述石墨基板包括多个子基板和连接轴，所述多个子基板呈环形间隔连接在所述连接轴的外周壁上，且所述多个子基板呈涡轮扇叶状布置，每个所述子基板的上表面均具有用于容纳衬底的至少一个凹槽，所述多个子基板上的多个凹槽呈多圈环形布置。在本公开提供的石墨基板上生长外延片，可以改善在石墨基板各凹槽内生长的外延片的波长均匀性。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种用于提高外延片波长均匀性的石墨基板。

背景技术

半导体发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管。LED具有高效节能、绿色环保的优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。尤其是利用大功率LED实现半导体固态照明，有望成为新一代光源进入千家万户，引起人类照明史的革命。

外延片是LED制作过程中的初级成品。形成外延片时，将衬底放置在金属有机化合物化学气相沉淀(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)设备的反应腔内的托盘上，MOCVD设备中的加热丝提供的热能通过托盘传导到衬底，同时向反应腔内通入原材料(如Mo源)，在衬底上外延生长半导体材料形成外延片。现在的托盘大部分是采用石墨基板。石墨基板上设有多个凹槽，一个凹槽中可以容纳一个衬底。

在实现本公开的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

当石墨基板在外延生长过程中高速旋转时，由于离心力的作用，凹槽内的衬底的靠近石墨盘中心的区域会翘起，从而导致该区域温度较低，进而使得该区域上生长的外延片的波长偏长，外延片的波长一致性较差。同时由于衬底翘起，会导致翘起部分受气流影响，产生严重的迎风面波长异常现象。

发明内容

本公开实施例提供了一种用于提高外延片波长均匀性的石墨基板，可以改善在石墨基板各凹槽内生长的外延片的波长均匀性。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种用于提高外延片波长均匀性的石墨基板，所述石墨基板包括多个子基板和连接轴，所述多个子基板呈环形间隔连接在所述连接轴的外周壁上，且所述多个子基板呈涡轮扇叶状布置，每个所述子基板的上表面均具有用于容纳衬底的至少一个凹槽，所述多个子基板上的多个凹槽呈多圈环形布置。

可选地，所述子基板的个数为n，n＝m+2，m表示所述多个子基板上的多个凹槽的圈数。

可选地，4≤n≤10。

可选地，每个所述子基板的径向长度均为350～900nm。

可选地，每个所述子基板的厚度均为10～50nm。

可选地，从所述子基板的靠近所述连接轴的一端至所述子基板的远离所述连接轴的一端，每个所述子基板内的所述凹槽的个数逐渐增多。

可选地，所述连接轴为直径为10～20mm的圆柱。

可选地，所述连接轴的轴向长度为5～50mm。

可选地，所述多个子基板和所述连接轴为一体成型结构。

可选地，所述多个子基板和所述连接轴均由石墨基材制成，且所述多个子基板的上表面均镀有碳化硅涂层。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过将石墨基板设置成包括多个子基板和连接轴的结构。其中，多个子基板呈环形间隔连接在连接轴的外周壁上，且多个子基板呈涡轮扇叶状布置。一方面，涡轮结构可以降低流场聚集的干扰，使得MO源的分布更均匀；另一方面，涡轮结构在高速旋转下会产生一个格外的空气浮力，从而可以提高Mo源在衬底上的附着能力，且气流在热浮力影响下，可以使得石墨基板表面的温度更加均匀，进而可以进一步提高生长出的外延片波长的一致性。