[发明专利]石墨盘、具有上述石墨盘的反应腔室

说明书

技术领域

本发明涉及化学气相沉积(CVD)技术领域，特别涉及化学气相沉积设备的石墨盘、反应腔室。 

背景技术

MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种化学气相外延沉积工艺。它以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生长的源材料，以热分解反应方式在石墨盘上进行沉积工艺，生长各种III-V族、II-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。 

下面对现有的化学气相沉积工艺的原理进行说明。具体地，以MOCVD为例，请参考图1所示的现有的化学气相沉积工艺设备的结构示意图。 

手套箱10内形成有相对设置的喷淋头11和石墨盘12。所述喷淋头11内可以设置多个小孔，所述喷淋头11用于提供反应气体。所述石墨盘12内具有多个凹槽，每个凹槽内对应放置一片衬底121，所述衬底121的材质通常为价格昂贵的蓝宝石。所述石墨盘12的下方还形成有加热单元13，所述加热单元13对石墨盘12进行加热，石墨盘12受热升温，能够以热辐射和热传导方式对衬底121进行加热。由于衬底121放置在石墨盘12中，两者接触，因此石墨盘12对衬底121的加热以热传导为主。 

在进行MOCVD工艺时，反应气体自喷淋头11的小孔进入石墨盘12上方的反应区域(靠近衬底121的表面的位置)，所述衬底121由于加热单元13的 热传导加热而具有一定的温度，从而该温度使得反应气体之间进行化学反应，从而在衬底121表面沉积外延材料层。 

在实际中发现，现有的化学气相沉积工艺的均匀性不高，外延芯片的良率偏低。 

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供了一种石墨盘、含有上述石墨盘的反应腔室，提高了对衬底(尤其是发生了变形的衬底)的加热的均匀性，改善了化学气相沉积工艺的均匀性，提高了外延芯片的良率。 

为了解决上述问题，本发明提供一种化学气相沉积工艺的石墨盘，具有用于放置衬底的凹槽，包括：孔洞，位于与所述衬底的边缘对应的石墨盘中，所述孔洞用于减少对衬底边缘的热辐射。 

可选地，所述孔洞与凹槽相连通。 

可选地，所述凹槽的侧壁和底部形成V型。 

可选地，还包括：支撑架，用于将衬底悬置，使得衬底与石墨盘不接触。 

可选地，所述支撑架的材质为石英、石墨、氮化硼、陶瓷或氧化锆中的一种或多种。 

可选地，所述支撑架的顶部固定于凹槽两侧的石墨盘上，所述支撑架的底部用于放置衬底。 

可选地，所述支撑架为Z型或阶梯型。 

可选地，所述衬底的正面、石墨盘的正面和支撑架的正面齐平。 

相应地，本发明还提供一种化学气相沉积设备的反应腔室，包括所述的石墨盘。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

本发明通过在与所述衬底的边缘对应的石墨盘中设置孔洞，减少对衬底边缘的热辐射，减小衬底的边缘与衬底的中部之间的温差，提高衬底受热的均匀性； 

进一步有优化地，本发明实施例提供的石墨盘的凹槽具有与之对应的支撑架，利用该支撑架将衬底悬置，使得衬底与石墨盘不接触，在进行化学气相沉积工艺时，石墨盘作为衬底的热源(石墨盘在加热单元的加热下升温，能够以热辐射和热传导方式提供热量)，由于衬底与石墨盘不接触，因此利用本发明所述的石墨盘能够实现对衬底的加热以热辐射方式为主，消除了现有技术利用热传导加热给衬底上各点的加热的不均匀造成的影响，提高了对衬底加热的均匀性，相应改善了化学气相沉积工艺的均匀性和衬底上形成的外延材料层的均匀性； 

进一步优化地，所述支撑架的正面、衬底的正面与石墨盘的正面齐平，可以避免由于衬底正面的气流分布不均匀； 

进一步优化地，所述支撑架悬挂于所述凹槽两侧的石墨盘上，所述支撑架的顶部固定于所述凹槽的两侧的石墨盘上，所述支撑架的底部用于放置衬底，所述支撑架的形状为Z型圆环，当衬底需要随着石墨盘一起转动的时候，有利于保证衬底与石墨盘的相对稳定。 

附图说明

图1是现有技术的MOCVD装置的结构示意图； 

图2是是本发明第一实施例的石墨盘的结构示意图； 

图3是本发明第二实施例的石墨盘的结构示意图； 

图4是图3所示的石墨盘的俯视结构示意图； 

图5是本发明第三实施例的石墨盘的结构示意图； 

图6是本发明第四实施例的石墨盘的结构示意图；