本实用新型专利技术提供了一种外延片反应腔的加热装置，所述加热装置包括托盘，所述托盘底面划分为若干温区，所述温区分别为中心加热区、内圈过渡区、内圈加热区、外圈过渡区和外圈加热区；所述中心加热区为位于所述托盘底面的圆形区域，所述内圈过渡区、所述内圈加热区、所述外圈过渡区和所述外圈加热区均为环形区域，且以所述中心加热区为中心由内至外呈同心圆分布；每一所述温区下方分别设置有独立的加热件，所述加热件覆盖相应所述温区，所述加热件分别独立地电性连接一组加热控制模块。本实用新型专利技术通过两圈加热区之间的过渡区调整相邻两圈加热区的温度梯度，进一步改善了衬底与托盘之间接触面处的温场分布的均匀程度，使得托盘上方的温度分布均匀。上方的温度分布均匀。上方的温度分布均匀。
【技术实现步骤摘要】
一种外延片反应腔的加热装置
[0001]本技术属于外延片制备
，涉及一种外延片反应腔的加热装置。
技术介绍
[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种固态半导体二极管发光器件，被广泛用于指示灯、显示屏等照明领域。现阶段制取LED晶圆片的方法主要是通过金属有机化合物气相沉积(Metal
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organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)实现。
[0003]金属有机物化学气相沉积是一种利用有机金属热分解反应进行气相外延生长薄膜的化学气相沉积技术，常用于IIIA
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VA族、IIB
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VIA族化合物半导体，如氮化镓、砷化镓、磷化铟、氧化锌等功能结构材料的制备，尤其适合规模化工业生产，因此成为目前化合物半导体外延材料生产和研究的关键技术，是当前生产半导体光电器件和微波器件材料的主要手段，应用领域广泛。
[0004]金属有机物化学气相沉积技术所用到的反应室是气体混合及反应发生的主要场所，在腔体中会有一个托盘用来乘载衬底，托盘必须能够有效吸收从加热器所提供的能量而达到薄膜成长时所需要的温度。
[0005]目前大部分生产企业在生长III
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V族氮化物发光器件时，使用的衬底材质绝大多数为蓝宝石衬底，少部分企业采用SiC衬底和Si衬底。由于Si衬底和蓝宝石衬底与III
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V族氮化物外延层的晶格失配与热膨胀系数的差异，在外延生长过程中外延片都会发生翘曲，但两者翘曲现象会有差别。外延片产生翘曲造成晶圆片受热不均匀，对外延层质量有影响，并且III
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V族氮化物发光外延片的波长对温度较为敏感，容易造成外延片内波长差异较大，会对后续的芯片制程以及分选工作造成时间和成本的大幅增加及良率的降低，尤其在Mini
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LED和Micro
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LED应用方面更为明显。因此，为了解决上述技术问题，设计一种可以大幅度改善托盘表面温度均匀性的加热装置至关重要。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种外延片反应腔的加热装置，在传统的三圈加热区的基础上增设了两圈过渡区，从而将托盘底面划分为五圈不同的温区，通过两圈加热区之间的过渡区调整相邻两圈加热区的温度梯度，进一步改善了衬底与托盘之间接触面处的温场分布的均匀程度，使得托盘上方的温度分布更均匀，避免了因外延片受热不均而翘曲产生的质量问题。
[0007]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]本技术提供了一种外延片反应腔的加热装置，所述加热装置包括托盘，所述托盘底面划分为若干温区，所述温区分别为中心加热区、内圈过渡区、内圈加热区、外圈过渡区和外圈加热区；所述中心加热区为位于所述托盘底面的圆形区域，所述内圈过渡区、所述内圈加热区、所述外圈过渡区和所述外圈加热区均为环形区域，且以所述中心加热区为中心由内至外呈同心圆分布；
[0009]每一所述温区下方分别设置有独立的加热件，所述加热件覆盖相应所述温区，所述加热件分别独立地电性连接一组加热控制模块，所述加热控制模块用于控制相应所述加热件的输出功率。
[0010]本技术在传统的三圈加热区的基础上增设了两圈过渡区，从而将托盘底面划分为五圈不同的温区，通过两圈加热区之间的过渡区调整相邻两圈加热区的温度梯度，进一步改善了衬底与托盘之间接触面处的温场分布的均匀程度，使得托盘上方的温度分布更均匀，避免了因外延片受热不均而翘曲产生的质量问题。
[0011]此外，为了实现温度均匀性的自动调节，本技术在加热装置中增设了加热控制模块，通过加热控制模块能够实现对外延片生长温度的实时监测，并根据检测到的实时温度准确调整加热件供给的加热功率，实现了对不同温区对应的加热件进行独立控制调温的目的，从而达到对外延片生长温度的自动控制效果。
[0012]作为本技术一种优选的技术方案，所述外圈加热区的环宽为M1，所述外圈过渡区的环宽为M
12
，所述内圈加热区的环宽为M2，所述内圈过渡区的环宽为M
23
，所述中心加热区的半径为M3。
[0013]M1、M
12
、M2、M
23
以及M3以及之间满足如下关系：
[0014]M2≥M3≥M1＞M
12
≥M
23
。
[0015]作为本技术一种优选的技术方案M1、M
12
和M2之间满足如下关系：
[0016]M
12
＝(1/50～1/25)(M1+M2)，例如可以是1/50、1/45、1/40、1/35、1/30或1/25，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]M2、M
23
和M3之间满足如下关系：
[0018]M
23
＝(1/50～1/25)(M2+M3)，例如可以是1/50、1/45、1/40、1/35、1/30或1/25，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]作为本技术一种优选的技术方案，所述托盘半径为100～500mm，例如可以是，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]所述外圈加热区的环宽M1为5～25mm，例如可以是5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm或25mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]所述外圈过渡区的环宽M
12
为5～10mm，例如可以是5.0mm、5.5mm、6.0mm、6.5mm、7.0mm、7.5mm、8.0mm、8.5mm、9.0mm、9.5mm或10.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]所述内圈加热区的环宽M2为70～350mm，例如可以是70mm、100mm、120mm、140mm、160mm、180mm、200mm、220mm、240mm、260mm、280mm、300mm、320mm、340mm或350mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]所述内圈过渡区的环宽M
23
为3～8mm，例如可以是3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm、6.0mm、6.5mm、7.0mm、7.5mm或8.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]所述中心加热区的半径M3为10～50mm，例如可以是10mm、15mm、20mm本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种外延片反应腔的加热装置，其特征在于，所述加热装置包括托盘，所述托盘底面划分为若干温区，所述温区分别为中心加热区、内圈过渡区、内圈加热区、外圈过渡区和外圈加热区；所述中心加热区为位于所述托盘底面的圆形区域，所述内圈过渡区、所述内圈加热区、所述外圈过渡区和所述外圈加热区均为环形区域，且以所述中心加热区为中心由内至外呈同心圆分布；每一所述温区下方分别设置有独立的加热件，所述加热件覆盖相应所述温区，所述加热件分别独立地电性连接一组加热控制模块，所述加热控制模块用于控制相应所述加热件的输出功率。2.根据权利要求1所述的外延片反应腔的加热装置，其特征在于，所述外圈加热区的环宽为M1，所述外圈过渡区的环宽为M
12
，所述内圈加热区的环宽为M2，所述内圈过渡区的环宽为M
23
，所述中心加热区的半径为M3；M1、M
12
、M2、M
23
以及M3以及之间满足如下关系：M2≥M3≥M1＞M
12
≥M
23
。3.根据权利要求2所述的外延片反应腔的加热装置，其特征在于，M1、M
12
和M2之间满足如下关系：M
12
＝(1/50～1/25)(M1+M2)；M2、M
23
和M3之间满足如下关系：M
23
＝(1/50～1/25)(M2+M3)。4.根据权利要求2所述的外延片反应腔的加热装置，其特征在于，所述托盘半径为100～500mm；所述外圈加热区的环宽M1为5～25mm；所述外圈过渡区的环宽M
12
为5～10mm；所述内圈加热区的环宽M2为70～350mm；所述内圈过渡区的环宽M
...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国斌，李增林，
申请(专利权)人：江苏第三代半导体研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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