[发明专利]一种用于基板上生长薄膜的承载盘、生长装置和生长方法

说明书

一种用于基板上生长薄膜的承载盘，其包括：承载盘本体，本体包括相对的上表面侧和下表面侧，自上表面侧贯穿下表面侧的孔；孔侧的侧壁上具有多个凹槽，凹槽内具有台面；多个用于支撑基板的支撑块支撑在内侧壁上，并且可单独从承载盘本体上拆卸；每一个支撑块包括第一部分凸起，第一部分凸起自承载盘本体的侧壁侧向孔内部延伸，包括第二部分凸起，第二部分凸起插入到侧壁一个凹槽内并靠凹槽内的台面形成支撑，包括连接第一部分凸起和第二部分凸起的第三部分。通过每一个支撑块的一部分设计为安装入承载盘的沉孔内侧壁的凹槽上，无需额外的固定件，方便安装和拆卸，提高承载盘本体的使用寿命，降低生产成本。

技术领域

可运用于基板表面生长薄膜用的承载盘，该承载盘可运用于MOCVD设备中。

背景技术

MOCVD技术是以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源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延获得所需薄膜，生长各种Ⅲ-V主族、Ⅱ-Ⅵ副族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料，被广泛应用于化合物半导体生产设备的行业，例如蓝色或紫外或红光或红外LED或激光器。

当通过MOCVD技术形成所需的薄膜时，一方面已知由反应性原料气体在基板表面上产生的表面反应非常复杂，在MOCVD技术中控制这些参数以形成所需的薄膜是非常关键的。另外一方面，为了保证薄膜生长质量，基板的承载结构设计也非常的关键。

图1提供了一种MOCVD的生长装置，生长装置内具有一个生长腔体100，腔体100内的顶部包括悬挂式基座101, 基座101上可固定数个承载生长衬底的承载盘103。基座101包括边缘具有齿轮的旋转盘102，旋转盘102中央具有一个槽状结构或孔状结构，用于安装支撑柱104，支撑柱104用于悬挂该基座在腔体内的顶部，并且支撑柱104设置为可带动旋转盘102旋转。如图2所示，具体的旋转盘102的边缘具有齿轮，与承载盘103的齿轮相配合，以实现承载盘103可旋转。腔体的顶部还具有加热装置105，加热装置105为通电加热工作模式。

在腔体100内基座101下方的空间有流通的反应性气体，反应性气体流通至生长衬底的生长面获得外延生长薄膜，反应性气体通过气体流入管道106和流出管道107实现供给以及排出。

承载盘103的结构如图3-4所示，承载盘103包括贯穿两面侧的沉孔，沉孔内的底部安装生长衬底111，上部安装传热器110。传热器110具有一表面与生长衬底的生长面的相反面相对，并保持一微小的距离，实现传热器对生长衬底的表面进行均匀热传递。沉孔内的侧壁上具有一台阶1031，台阶1031用于支撑传热器110的边缘，传热器110为一“凸”型的块状，该传热器110可以从承载盘的上表面侧自由取出。承载盘103底面侧一体设置有数个支撑块109，通常至少三个或四个或五个，并向沉孔的底部中央延伸，该支撑块支撑在生长衬底的生长面的边缘。由于支撑块与生长衬底之间存在热传导，会影响生长衬底的受热均匀性，因此该支撑块应当设计为尺寸尽量小，且与生长面的接触面积应当尽量小。

承载盘、传热器和支撑块一般为石墨、表面涂有碳化硅的石墨或碳化硅制成，其中小尺寸的支撑块由于长时间用于支撑生长衬底，并且在取放过程或生长过程中经受多次碰撞，支撑块容易发生断裂，特别的是碳化硅，碳化硅易脆，承载盘103需要经常更换，使用周期短，生产成本高。

现有技术中提出了采用螺丝钉将支撑块固定在承载盘的底部，以便于更换，然而螺丝钉属于额外的固定件，更换不方便，且需要选择与承载盘、传热器以及支撑块为同样的材质，同样易损。也有现有技术提出了采用粘接剂，然而MOCVD的生长条件为至少600°以上，难以寻找到性能稳定且粘接性好的粘接剂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供如下一种用于基板上生长薄膜的承载盘，其包括：

承载盘本体，本体包括相对的上表面侧和下表面侧，自上表面侧贯穿下表面侧的孔；

孔侧的侧壁上具有多个凹槽，凹槽内具有台面；