[发明专利]用于等离子体化学气相的样品支架

说明书

本发明提供一种用于等离子体化学气相的样品支架，包括：水冷铜台(8)和导电电极(7)，所述水冷铜台(8)中间开孔以容纳所述导电电极(7)；依次设置于所述水冷铜台(8)的绝缘层(5)、第五导电支架(11)、第三导电支架(4)、第四导电支架(10)、第二导电支架(3)和第一导电支架(2)，所述第一导电支架(2)用于承载样品(1)。该样品支架还包括导电定位环(12)、铜环(9)和绝缘环(6)。本发明通过多层导电支架及绝缘层的设计，实现对样品施加偏压以及在较低功率气压下达到较高的温度。

技术领域

本发明涉及一种样品支架结构，特别涉及一种用于等离子体化学气相的样品支架。

背景技术

等离子体化学气相沉积，包括：射频等离子体化学气相沉积、直流等离子体化学气相沉积以及微波等离子体化学气相沉积等，在半导体领域有着无可比拟的重要性。

对于材料生长而言，衬底温度对其影响是比较大的，而衬底温度与等离子体功率、气压之间存在一定的耦合关系。在高气压高功率下，可得到高功率密度的等离子体用于材料生长。高功率密度等离子体与衬底相互作用将导致衬底温度较高，因此需要对衬底支架进行冷却。但其作用面积往往较小。尽管可以通过降低气压或增加功率来增大等离子球大小。但对于衬底被动加热的设备而言，其温度就难以保持较高值。对于具有衬底主动加热装置的设备而言，在较高功率密度下却较难保持应有的温度。此外，对于需施加偏压的处理衬底的异质外延而言，衬底支架的结构对其结果影响也较大。

上述的问题，都限制了等离子体化学气相沉积设备的应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有技术的上述不足，本发明提供了一种用于等离子体化学气相的样品支架，以有效解决具有水冷样品台结构的等离子化学气相沉积设备在异质外延时施加偏压或温度调控存在的技术问题。

(二)技术方案

本发明提供一种用于等离子体化学气相的样品支架，包括：水冷铜台8和导电电极7，所述水冷铜台8中间开孔以容纳所述导电电极7；依次设置于所述水冷铜台8的绝缘层5、第五导电支架11、第三导电支架4、第四导电支架10、第二导电支架3和第一导电支架2；其中，所述绝缘层5隔开所述第五导电支架11与水冷铜台8，所述第一导电支架2的第二端面中部开设有凹陷的第一圆形台阶，所述第一圆形台阶底面上设有第一多圈环形凸台；所述第二导电支架3的第一端面设有第二多圈环形凸台，所述第二导电支架3的第二端面中部开设有凹陷的第二圆形台阶，所述第二圆形台阶底面上设有第三多圈环形凸台；所述第二导电支架3的第一端面边缘开设有凹陷的第一环形台阶，所述第一环形台阶底面抵压所述第一导电支架2的第二端面，所述第二多圈环形凸台与第一多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第二多圈环形凸台与第一多圈环形凸台之间留有第一气流通路；所述第四导电支架10的第一端面设有第四多圈环形凸台，所述第四导电支架10的第二端面中部开设有凹陷的第三圆形台阶，所述第三圆形台阶底面上设有第五多圈环形凸台；所述第四导电支架10的第一端面边缘开设有凹陷的第二环形台阶，所述第二环形台阶底面抵压所述第二导电支架3的第二端面，所述第四多圈环形凸台与第三多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第四多圈环形凸台与第三多圈环形凸台之间留有第二气流通路；第三导电支架4的第一端面设有第六多圈环形凸台，第三导电支架4的第一端面上与所述第四导电支架10的第二端面的对应位置处还开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽底面抵压所述第四导电支架10的第二端面，所述第六多圈环形凸台与所述第五多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第六多圈环形凸台与所述第五多圈环形凸台之间留有第三气流通路；所述第五导电支架11的第一端面卡接第三导电支架4的第二端面，所述第五导电支架11的第二端面中心设有具有中空结构的圆柱凸台，所述导电电极7的第一端外侧面旋合于所述中空结构中；所述第一导电支架2中心开设有第一通孔，所述第一导电支架2还开设有多个第二通孔，所述第二导电支架3中心开设有第三通孔，所述第四导电支架10位于第二环形台阶的内侧开设有多个第四通孔，所述第三导电支架4中部开设有多个第五通孔，其中，所述第一通孔、第一气流通路、多个第二通孔、第二气流通路、多个第四通孔、第三气流通路、多个第五通孔与所述中空结构之间具有相互连通的气流通路。