[发明专利]用于具有气流旋转的外延反应器的反应室的基底支撑装置、反应室和外延反应器

说明书

一种用于在外延反应器的反应室中支撑基底的装置(420)；装置(420)包括：盘形元件(422)，其具有第一面(422A)和第二面(422B)，第一面(422A)适于在使用装置(420)时向上定位，第二面(422B)适于在使用装置(420)时向下定位，所述盘形元件(422)适于接收气流(F)以使装置(420)绕其轴线(X)旋转；基底支撑元件(424)，其与所述盘形元件(422)成单件并且优选地邻近所述第一面(422A)；以及轴(426)，其与所述盘形元件(422)同轴，与所述盘形元件(422)成单件并且在所述第二面(422B)处具有第一端(426A)，所述轴(426)在其第二端(426B)处具有至少一个突出部(428A、428B、428C)，突出部(428A、428B、428C)的旋转适于由高温计(430)或热像仪检测。

发明领域

本发明涉及适于在基底上沉积半导体材料的外延反应器的反应室的基底支撑装置，以及使用这种装置的反应室和外延反应器。

特别地但非排他地，本发明涉及“热壁”反应室，即，其中壁被有意地保持热并且通常特别地被加热。相反，在“冷壁”反应室中，例如通过冷却气流和/或冷却液体流有意地使壁保持冷却。

这种类型的反应室主要用于在碳化硅基底上外延沉积碳化硅(“同质外延”工艺)或在由另一种材料制成的基底上外延沉积碳化硅(“异质外延”工艺)。

现有技术

为了使沉积材料层均匀，除其他外，经常使用旋转：在反应室中，将装置布置为(直接地或非直接地)支撑基底，将一个或更多个基底放置在该装置上，并且至少在沉积过程中，该装置是旋转的。

重要的是，至少在沉积过程中，装置的旋转速度以及因此基底的旋转速度是预定的，并且随着时间的推移是恒定的。

有反应室，特别是“热壁”反应室，其中基底支撑装置的旋转是通过气流来推动装置而获得的(而不是通过机械地联接到装置上的旋转轴获得的)；这种类型的解决方案例如在申请人的在此合并以供参考的WO2004053187A1、WO2004053188A1、WO2004053189A1、WO2005121417A1和WO2015092525A1的五项国际专利申请中说明并公开。

在这种情况下(即，在流体动力旋转的情况下)，因为有几个影响旋转速度并且不能确定或测量的因素，基于气流的流速的装置的旋转速度的估计是不精确的。例如，旋转速度可受随时间在用于支撑基底的装置上积累的沉积物影响和/或由用于支撑基底的装置的定位和定位的改变影响。

显然，如果使用机械旋转(即，通过反应室外部的马达通过轴将旋转运动传递到用于支撑基底的装置而获得)，旋转速度将被精确地知道和控制，但是解决方案在组成/构造和组装/拆卸方面都将更加复杂。

概述

本发明的总体目的是克服这样的问题，即估计(特别是以高精度估计，即确定)用于支撑基底的装置的旋转速度，特别是在具有气流旋转的反应室中。

这种问题特别困难，因为该装置位于反应室中，精确地位于反应室的中心区域，在过程中，该区域处于非常高的温度；在硅外延沉积的情况下，温度可以是例如800-1200℃，并且在硅碳化物外延沉积的情况下，温度可以是例如1600-3000℃。

由于构成本说明书整体部分的所附权利要求中所表达的内容，达到了该总体目的和其他更具体的目的。

本发明的目的是提供一种基底支撑装置以及使用这种装置的反应室和外延反应器。

附图列表

本发明将从下面结合附图考虑的详细描述中变得更加明显，其中：

图1示出了反应室的横截面(示意)图，

图2示出了图1的反应室的纵向截面(示意)图，

图3示出了从图1的反应室的部分的上方看的内部(示意)图，