[发明专利]一种用于气相外延反应腔结构的自公转基座

说明书

本发明涉及GaN制备相关技术领域，且公开了一种用于气相外延反应腔结构的自公转基座，包括基板支架和内嵌基板，所述内嵌基板设置在基板支架的内侧，内嵌基板的表面环形阵列开设有多个嵌入开口。该用于气相外延反应腔结构的自公转基座，工艺气体通过空腔基板主体与嵌入开口内侧壁之间缝隙溢出时，环形阻流坡能够有效阻止工艺气体垂直向下的溢出，而环形阻流槽的设置对向下垂直溢出回流的工艺气体进行阻流，同时环形限流坡和环形限位槽的设置，进一步的减少溢出回流气体通过环形嵌入圈和环形嵌入槽之间的缝隙导出，在保障结构之间配合活动稳定的前提下，最大限度的减少工艺气体的溢出，从而有效保障工艺气体的供给反应效率。

技术领域

本发明涉及GaN制备相关技术领域，具体为一种用于气相外延反应腔结构的自公转基座。

背景技术

GaN是第三代宽禁带半导体的典型代表，已被广泛应用于半导体照明、微波功率器件和电力电子器件等方面，展现出巨大的应用前景。用于氮化镓生长的最理想衬底自然是氮化镓单晶材料，这样的同质外延(即外延层和衬底是同一种材料)可以大大提高外延膜的晶体质量，降低位错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。

GaN半导体材料的生长方法主要有金属有机物气相外延沉积法(MOCVD)、氢化物气相外延沉积法(HVPE)和气相反应(CAD)等方法。其中MOCVD是最常用的技术之一，具有晶体质量高、均匀性好、操作简单、容易控制等优点，HVPE法具有很高的生长速度，可达每小时几十甚至上百微米，十分适于生长厚膜GaN衬底，但由于生长速率快，外延薄膜容易产生裂纹，而且均匀性也有待提高。

采用气相外延反应的GaN制备方法，工艺气体在衬底基板上沉积，为保障GaN晶体的沉积质量，反应腔结构的旋转基座进行匀速自公转运动，旋转基座上的自转基板和公转基板相互配合，其配合结构之间会留有一定的活动间隙，保障结构之间配合活动的稳定性，但工艺气体本身具有一定的流动性，这就导致工艺气体会通过结构之间的配合间隙溢出，降低了工艺气体的供给反应效率，因此发明人设计了一种用于气相外延反应腔结构的自公转基座，解决上述技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于气相外延反应腔结构的自公转基座，解决了GaN的制备过程中工艺气体易流动溢出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于气相外延反应腔结构的自公转基座，包括基板支架和内嵌基板，所述内嵌基板设置在基板支架的内侧，内嵌基板的表面环形阵列开设有多个嵌入开口，嵌入开口内设置有相对应的空腔基板主体，内嵌基板的环形内侧设置有内啮合齿，基板支架的正下方设置有用于驱动的输出轴，输出轴的末端安装有中心齿轮，输出轴上通过定位轴承连接有行星支撑板，星形支撑板上活动安装有与空腔基板主体相对应的传动轴，传动轴上安装有与中心齿轮相啮合的行星齿轮，行星齿轮与内嵌基板的内啮合齿相啮合，传动轴的末端与相对应的空腔基板主体相连接；

所述嵌入开口的内侧壁开设有环形嵌入槽，空腔基板主体的环形侧壁安装有与环形嵌入槽相适配的环形嵌入圈，环形嵌入圈嵌入相对应的环形嵌入槽的内侧，环形嵌入槽的内侧顶部设置有相互衔接的环形阻流槽和环形限流槽，环形嵌入圈与相对应环形阻流槽和环形限流槽契合部分分别设置有环形阻流坡和环形限流坡，环形阻流坡和环形限流坡分别嵌入相对应的环形阻流槽和环形限流槽内；

所述空腔基板主体的内腔顶部开设有安装槽，安装槽内安装有用于工艺气体沉积升温的加热器。

优选的，所述空腔基板主体和内嵌基板的表面均采用高纯碳材料制成，空腔基板主体和内嵌基板的高纯碳表面均涂有SiC涂层，SiC涂层能够耐高温，保障GaN在空腔基板主体的高温表面稳定沉积。

优选的，所述空腔基板主体的表面、内嵌基板的表面和基板支架的表面相平齐。