[发明专利]用于微波等离子体化学气相沉积设备的组合式衬底基座

说明书

一种用于微波等离子体化学气相沉积设备的组合式衬底基座，包括托盘主体，呈一圆盘结构，该圆盘外侧边上具有外螺纹，所述圆盘中心具有一凹槽；外边缘部件，呈一圆环结构，所述圆环内侧边上具有与所述外螺纹配套的内螺纹，外环部件通过配套的螺纹结构旋拧在托盘主体上且可通过控制旋拧圈数改变外环部件相对于托盘主体的高度位置；以及内嵌部件，其嵌置于所述凹槽内，所述内嵌部件中间开设一用于放置样品的凹坑。组合式衬底基座采用三段式分体结构，这使得可以对托盘的结构进行细微的调整，从而精细的研究托盘结构的变化对实验的影响程度，提高实验的精确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及支承装置以及材料生长领域，进一步涉及一种组合式托盘，尤其涉及一种用于微波等离子体化学气相沉积设备的组合式衬底基座。

背景技术

气相沉积过程中，尤其是等离子化学气相沉积过程中(例如MPCVD制备CVD单晶金刚石)，影响参数众多，放置衬底的托盘(例如钼托)结构是一个非常重要的参数，所以制备高质量的材料生长产品必然要对托盘(例如钼托)结构对材料生长的影响进行充分的研究。

应用等离子体进行材料生长的产品，例如金刚石，其集物理、化学、力学、光学、电学等各方面的优异性质于一身，特别是在电学性质方面，它具有宽的禁带宽度、高的载流子迁移率、饱和电子漂移速度、高的击穿电场、低的介电常数等。并且由于其具有已知矿物中最高的热导率，使得金刚石材料制备的半导体器件工作时产生的热量能够迅速导出去，这使得金刚石特别适用于制备在高温、高频、大功率、强辐射等恶劣条件下工作的半导体器件。正因为金刚石的这些优秀属性，使得它成为新一代半导体材料的研究焦点，未来具有广阔的应用前景。

研究托盘(例如钼托)结构的改变对材料生长(例如单晶金刚石生长)的影响就需要制备大量不同结构的托盘(例如钼托)。列举钼托为例，目前现有技术主要研究钼托外边缘的高度变化和钼托中心处圆形凹坑尺寸的变化对单晶金刚石生长的影响。需要制备大量的不同结构的钼托，制备一系列具有高度梯度的钼托外边缘钼托和一系列中心处不同尺寸圆形凹坑的钼托。由于采用的是高纯度钼托材料，价格昂贵。因此，制备大量的不同结构的钼托需要高昂的成本，并且由于钼托材料不易于加工，加工耗时长。所以制备大量不同结构的钼托需要消耗大量的材料成本，加工成本以及加工耗时。

而且材料生长过程中，生长结束后托盘上会沉积一层薄膜。生长的时间越长，膜的厚度越大。并且，膜层和托盘具有很强的附着力，例如金刚石膜与钼托附着力就特别强，而且在钼托侧壁和上表面形成的圆环处，难于将这些多晶金刚石膜清理干净而影响钼托后续的使用。另外，在实验过程中，采用中心没有小坑的钼托进行生长经常会出现由于内部气流的问题将样品吹走，特别是在升降温的过程中，微波功率、温度、气压、气流等都不稳定，采用平坦中心的钼托经常出现样品吹走的情况。一旦样品吹走，轻者打开反应室找到样品重新清洗后继续实验，严重时样品会掉入设备升降台下面，必须拆开设备才能将样品取出。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于微波等离子体化学气相沉积设备的组合式衬底基座。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供一种用于微波等离子体化学气相沉积设备的组合式衬底基座，包括：

托盘主体，呈一圆盘结构，该圆盘外侧边上具有外螺纹，所述圆盘中心具有一凹槽；

外边缘部件，呈一圆环结构，所述圆环内侧边上具有与所述外螺纹配套的内螺纹，外环部件通过配套的螺纹结构旋拧在托盘主体上且可通过控制旋拧圈数改变外环部件相对于托盘主体的高度位置；以及

内嵌部件，其嵌置于所述凹槽内，所述内嵌部件中间开设一用于放置样品的凹坑。

根据本发明的一具体实施方案，所述组合式衬底基座为微波等离子体化学气相沉积设备中用于制备金刚石的衬底基座。