一种晶片托盘及MOCVD系统技术方案

本发明专利技术提供了一种晶片托盘及MOCVD系统。一种晶片托盘，用于MOCVD系统中，MOCVD系统包括支撑轴和加热元件，其特征在于，晶片托盘包括托盘本体、设置于托盘本体下表面中心的凸台和连接于凸台下表面的旋转连接件；支撑轴的上端面设置有凹坑，旋转连接件插入凹坑并与凹坑相配合；托盘本体置于加热元件上方，且凸台被其邻近加热元件所环绕。本发明专利技术实现了在采用托盘本体中心支撑结构时，托盘本体中心温度能够和托盘周边区域保持基本一致，温度均匀性有较大改善，使晶片托盘仍能高速旋转及便于机械手等自动传盘。

Wafer tray and MOCVD system

The invention provides a wafer tray and an MOCVD system. A wafer tray, in MOCVD system, MOCVD system comprises a supporting shaft and a heating element, which is characterized in that the wafer tray comprises a tray body, the boss arranged on the lower surface of the body and the center of the tray is connected with the rotary connector on the convex surface of the supporting shaft; the upper end surface is provided with a rotary connecting piece is inserted into the pits. The pits and matched with the pit; the tray body is arranged on the upper part of the heating element, and the boss is in the vicinity of the heating element surrounded by. In the invention, the center of the tray body support structure, temperature and tray tray body center to the surrounding area remain basically the same, the temperature uniformity is greatly improved, so that the chip tray can still high rotation speed and easy manipulator automatic transmission disc.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及MOCVD(Metal-organicChemicalVaporDeposition，金属有机化学气相沉积)系统领域，尤其涉及一种晶片托盘及MOCVD系统。
技术介绍
目前，MOCVD系统(金属有机化学气相沉积系统)作为一种典型的CVD(ChemicalVaporDeposition，化学气相沉积)设备，能够提供在晶片(例如蓝宝石外延片)表面生长用于发光的晶体结构GaN(氮化镓)时所需的温度，压力，化学气体组分等条件。MOCVD设备中设有真空的反应腔，反应腔中设有托盘，通过进气装置(例如喷淋头)将反应气体引入反应腔内，并输送到放置在托盘上的多个晶片的表面进行处理，从而生长出特定的晶体结构，例如GaN结构。现有的一种MOCVD系统的晶片托盘加热支撑装置的设计中，为了同时实现反应均匀，托盘需要高速旋转及真空自动化传盘。托盘采用了中心点支撑的方式，如图1所示，这样托盘10中心点下方无法布置加热丝11，而支撑轴12一般都是金属材质，导热较好，将托盘10中心的温度带走，从而托盘中心温度低于其他部分温度，造成托盘中心的温度奇点，所以这种设计托盘10中心一般不放晶片。现有的另一种方案如图2所示，图2是通过在托盘20边缘底面连接支撑结构21来支撑并旋转托盘20，托盘20中心底部可以放置加热丝22，托盘20中心加热能够充分保证，但通过托盘20边缘底面连接支撑结构实现托盘20高速旋转和自动化传盘十分困难。在实际应用中，图1对应的方案逐渐占据了主导地位，因此，如何消除托盘中心的温度奇点，是业界亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种晶片托盘及MOCVD系统，用于解决托盘中心温度低于其他部分温度，造成托盘中心的温度奇点的问题。本专利技术实施例采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种晶片托盘，用于MOCVD系统中，所述MOCVD系统包括支撑轴和加热元件，所述晶片托盘包括托盘本体、设置于托盘本体下表面中心的凸台和连接于所述凸台下表面的旋转连接件；所述支撑轴的上端面设置有凹坑，所述旋转连接件插入所述凹坑并与所述凹坑相配合；所述托盘本体置于所述加热元件上方，且所述凸台被其邻近加热元件所环绕。优选的，在外延反应时，所述凸台的侧面接收邻近所述凸台的加热元件散发的热量。优选的，所述凸台的厚度大于或等于一层加热元件的厚度。优选的，所述凸台的下表面和托盘本体的下表面平行，且至少有一层加热元件的下表面高于该凸台的下表面。优选的，所述托盘本体上表面中心设置有用于放置外延片的凹盘，或者所述托盘本体上表面中心位于用于放置外延片的凹盘内。第二方面，本专利技术还提供了一种MOCVD系统，包括晶片托盘、支撑轴和加热元件，所述晶片托盘包括托盘本体、设置于托盘本体下表面中心的凸台和连接于所述凸台下表面的旋转连接件；所述支撑轴的上端面设置有凹坑，所述旋转连接件插入所述凹坑并与所述凹坑相配合；所述托盘本体置于所述加热元件上方，且所述凸台被其邻近加热元件所环绕。优选的，在外延反应时，所述凸台的侧面接收邻近所述凸台的加热元件散发的热量。优选的，所述邻近所述凸台的加热元件用于对所述托盘本体进行加热。优选的，所述凸台的厚度大于或等于一层加热元件的厚度。优选的，所述凸台的下表面和托盘本体的下表面平行，且至少有一层加热元件的下表面高于该凸台的下表面。优选的，所述凸台和支撑轴被两层以上加热元件所环绕。优选的，所述托盘本体上表面中心设置有用于放置外延片的凹盘，或者所述托盘本体上表面中心位于用于放置外延片的凹盘内。优选的，所述支撑轴的材料为金属，支撑轴侧面设有沟槽和/或支撑轴内部设有空槽。与现有技术相比，本专利技术提供的一种晶片托盘及MOCVD系统，具有以下有益效果：本专利技术中托盘本体除了可以通过下表面设置的加热元件向上加热外，凸台还可以从凸台侧面吸收加热元件散发的热量，实现了在采用托盘本体中心支撑结构时，托盘本体中心温度能够和托盘周边区域保持基本一致，温度均匀性有较大改善，使托盘本体中心也可以用来放置外延片或者托盘可以放置更大的外延片，且晶片托盘可跟随支撑轴旋转，使晶片托盘仍能高速旋转及便于机械手等自动传盘。附图说明图1是本专利技术现有技术的结构示意图一。图2是本专利技术现有技术的结构示意图二。图3是本专利技术提供的一种晶片托盘的第一个实施例的剖面示意图。图4是本专利技术提供的一种晶片托盘的第二个实施例剖面示意图。图5是本专利技术提供的一种MOCVD系统实施例的结构示意图。图6是本专利技术提供的MOCVD系统实施例的对比实验数据折线图。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图3示出根据本专利技术提供的一种晶片托盘第一个实施例的结构示意图。本实施例的一种晶片托盘，用于MOCVD系统中，MOCVD系统包括支撑轴12和加热元件22，晶片托盘包括托盘本体30、设置于托盘本体下表面中心的凸台32和连接于凸台下表面的旋转连接件34；托盘本体30置于加热元件22上方，通过托盘本体30下表面吸收加热元件22向上散发的热量，支撑轴12的上端面设置有凹坑，旋转连接件34插入该凹坑并与该凹坑相配合，从而实现支撑轴12对托盘的支撑及旋转驱动，且凸台32被其(凸台32)邻近加热元件22所环绕。其中，一般托盘本体30采用石墨材料，用于在外延片生长时放置晶片。而凸台32和旋转连接件34也优选采用石墨材料，凸台32和旋转连接件34与托盘本体30可以是一体成型的整体，也可以为配合而成，凸台32可以为圆台，圆柱等形状，本实施例并不做限定；旋转连接件34通常为锥形。凸台32作为储热体，在外延反应时，凸台32侧面吸收环绕凸台32的邻近加热元件22散发的热量。为让凸台32能够从侧面接收到合适的热量，凸台32要保证一定的厚度，通常凸台32的厚度设置为大于或等于一层加热元件的厚度。在优选的一种实现方式中，凸台的下表面和托盘本体的下表面平行，且至少有一层加热元件的下表面高于该凸台的下表面，以保证凸台侧面能接收到足够的热量。在具体应用时，加热元件22通常为加热丝或加热片。其中，MOCVD系统中设有真空的反应腔，晶片托盘设置于反应腔中，通过进气装置(例如喷淋头)将反应气体引入反应腔内，并输送到放置在托盘上的多个晶片的表面进行处理，为了保证生成晶体结构时反应均匀，晶片托盘包括托盘本体30、设置于托盘本体30下表面中心的凸台32和连接于凸台32下表面的旋转连接件34；支撑轴的12上端面设置有凹坑，旋转连接件34插入该凹坑与凹坑相配合，从而实现支撑轴12对托盘的支撑及旋转驱动，同时为了保证生成晶体结构所需的温度，则托盘本体30置于加热元件22上方，不仅可使通过托盘本体30下表面吸收加热元件22向上散发的热量，且由于凸台32被其(凸台32)邻近加热元件22所环绕，凸台32侧面也能吸收到邻近加热元件22散发的热量，使托盘本体30中心区温度能够和托盘本体30周边区域保持基本一致，温度均匀性有较大改善。因此，托盘本体30中心(托盘本体30为圆盘形状)也可以用来放置外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片托盘，用于MOCVD系统中，所述MOCVD系统包括支撑轴和加热元件，其特征在于，所述晶片托盘包括托盘本体、设置于托盘本体下表面中心的凸台和连接于所述凸台下表面的旋转连接件；所述支撑轴的上端面设置有凹坑，所述旋转连接件插入所述凹坑并与所述凹坑相配合；所述托盘本体置于所述加热元件上方，且所述凸台被其邻近加热元件所环绕。

【技术特征摘要】
1.一种晶片托盘，用于MOCVD系统中，所述MOCVD系统包括支撑轴和加热元件，其特征在于，所述晶片托盘包括托盘本体、设置于托盘本体下表面中心的凸台和连接于所述凸台下表面的旋转连接件；所述支撑轴的上端面设置有凹坑，所述旋转连接件插入所述凹坑并与所述凹坑相配合；所述托盘本体置于所述加热元件上方，且所述凸台被其邻近加热元件所环绕。2.如权利要求1所述的一种晶片托盘，其特征在于，在外延反应时，所述凸台的侧面接收邻近所述凸台的加热元件散发的热量。3.如权利要求2所述的一种晶片托盘，其特征在于，所述凸台的厚度大于或等于一层加热元件的厚度。4.如权利要求3所述的一种晶片托盘，其特征在于，所述凸台的下表面和托盘本体的下表面平行，且至少有一层加热元件的下表面高于该凸台的下表面。5.如权利要求1中任意一项所述的一种晶片托盘，其特征在于，所述托盘本体上表面中心设置有用于放置外延片的凹盘，或者所述托盘本体上表面中心位于用于放置外延片的凹盘内。6.一种MOCVD系统，包括晶片托盘、支撑轴和加热元件，其特征在于，所述晶片托盘包括托盘本体、设置于托盘本体下表面中心的凸台和连接于所述凸台下表面的旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：金小亮，陈爱华，吕青，王国斌，
申请(专利权)人：中晟光电设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31