[发明专利]在石墨盘中布局衬底的方法及石墨盘

说明书

技术领域

本发明涉及化学气相沉积(CVD)技术领域，特别涉及在石墨盘中布局衬底的方法及石墨盘。

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设备的产量偏低，外延芯片的成本较高，无法满足应用的要求。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供了一种在石墨盘中布局衬底的方法和石墨盘，提高了石墨盘的利用率，从而提高了化学气相沉积设备的产量，降低了外延芯片的成本，满足了应用的要求。

为了解决上述问题，本发明提供一种在石墨盘中布局衬底的方法，包括：

提供主衬底和填充衬底，所述填充衬底的直径小于主衬底的直径；

按照最优布局在石墨盘中布局主衬底，所述最优布局为石墨盘中能够放置最多数目的主衬底所对应的布局；

在主衬底以外的石墨盘表面布局所述填充衬底，所述填充衬底将石墨盘的表面填满。

可选地，所述主衬底布局于石墨盘的中部，所述填充衬底位于所述主衬底以外的石墨盘的边缘，所述主衬底和填充衬底关于石墨盘的中心呈对称排布。

可选地，所述石墨盘的直径范围为16.5～19英寸，所述主衬底的直径为4英寸，所述填充衬底的直径为2英寸，所述主衬底的数目为12个，所述主衬底沿石墨盘的中心对称排布，其中石墨盘的中心布局有3个呈等边三角形排布的主衬底，所述填充衬底的数目为9个，分为3组填充于石墨盘的边缘。

可选地，所述石墨盘的直径范围为16.5～19英寸，所述主衬底的直径为4英寸，所述填充衬底的直径为2英寸和1.5英寸，所述的主衬底的数目为12个，所述主衬底沿石墨盘的中心对称排布，其中石墨盘的中心布局3个主衬底呈等边三角形排布，直径为2英寸填充衬底的数目为9个，直径为1.5英寸填充衬底的数目为3个。

相应地，本发明还提供一种用于化学气相沉积工艺的石墨盘，所述石墨盘中布局有主衬底和填充衬底，所述主衬底的布局为石墨盘中能够放置最多数目的主衬底所对应的布局，所述填充衬底的直径小于主衬底的直径，所述填充衬底用于将石墨盘的表面填满。

可选地，所述主衬底布局于石墨盘的中部，所述填充衬底位于所述主衬底以外的石墨盘的边缘，所述主衬底和填充衬底关于石墨盘的中心呈对称排布。

可选地，所述石墨盘的直径范围为16.5～19英寸，所述主衬底的直径为4英寸，所述填充衬底的直径为2英寸，所述主衬底的数目为12个，所述主衬底沿石墨盘的中心对称排布，其中石墨盘的中心布局有3个呈等边三角形排布的主衬底，所述填充衬底的数目为9个，分为3组填充于石墨盘的边缘。

可选地，所述石墨盘的直径范围为16.5～19英寸，所述主衬底的直径为4英寸，所述填充衬底的直径为2英寸和1.5英寸，所述的主衬底的数目为12个，所述主衬底沿石墨盘的中心对称排布，其中石墨盘的中心布局有3个呈等边三角形排布的主衬底，直径为2英寸填充衬底的数目为9个，直径为1.5英寸填充衬底的数目为3个。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：