【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体外延，尤其是一种带有固定装置的外延炉。
技术介绍
1、第三代半导体材料主要分为碳化硅和氮化镓，相比于第一代半导体、第二代半导体，第三代半导体材料具有更高的禁带宽度、高击穿电压、电导率和热导率，在高温、高压、高功率和高频领域将替代第一、二代半导体材料。而且，碳化硅的热导率是氮化镓热导率的约三倍，具有更强的导热能力，使得器件寿命更长，可靠性更高，系统所需的散热系统更小，是当前第三代半导体材料中最具代表意义的一种单晶化合物，具有巨大的应用潜力。
2、通过碳化硅外延炉在衬底上生长出的半导体薄膜称为外延片，是用于制造广泛的半导体器件的核心材料。国内产业界普遍应用水平式碳化硅外延炉产生外延片，水平式碳化硅外延炉利用感应线圈使得外罩内的石墨组件产生涡流，并且感应加热至所需温度，衬底被放置在石墨托盘上，石墨托盘被放置在旋转基座上，旋转基座被安装于石墨组件中的下半月石墨件，下半月石墨件设有导气孔，得以通入氩气使得旋转基座旋转，反应源气体沿平行于衬底片的方向流动，在衬底上形成薄膜，逐渐累积形成外延层。
3、通常外罩和整个石墨组件呈圆桶状，石墨组件和外罩的接触面较为光滑，并且由于一个生长周期需要生长多个外延片，外罩内的石墨组件需要反复升温和降温，因此反复的热胀冷缩现象会使石墨组件在外罩内产生旋转，使得放置衬底的石墨托盘产生倾斜，进而造成工艺波动降低外延片的质量。此外，水平式碳化硅外延炉通常采用机械臂传送和取出石墨托盘，且机械臂的点位是固定的，因此当石墨组件旋转使得石墨托盘产生倾斜后，在机械臂操作时易产生托盘
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提供一种固定装置，带有固定装置的外延炉，其外罩和石墨组件相对静止，得以减小石墨组件相对外罩转动造成的工艺波动，进而有利于提高外延片的质量。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种带有固定装置的外延炉，包括外罩以及容置于所述外罩内的石墨组件，所述石墨组件包括下半月石墨件，所述下半月石墨件上安装有用于放置衬底的旋转基座，所述外罩的外侧设置有进气架，用于向所述外延炉内输送气体，还包括：固定装置，所述固定装置的一端与所述进气架连接，所述固定装置的另一端穿过所述外罩延伸嵌入所述下半月石墨件中，得以使所述外罩和所述下半月石墨件相对静止。
3、作为一种优选，所述固定装置包括第一固定杆和第二固定杆，所述第一固定杆具有第一固定端和第一延伸端，所述第二固定杆具有第二固定端和第二延伸端，所述第一固定端和所述第二固定端设置在所述进气架，所述第一延伸端和所述第二延伸端延伸嵌入所述下半月石墨件内。
4、作为一种优选，所述第一固定杆和所述第二固定杆在水平方向上相互平行设置，且对称地位于所述旋转基座的旋转轴的两侧。
5、作为一种优选，所述第一延伸端朝向所述旋转基座的一侧安装有测温元件，用于监测所述旋转基座的温度。
6、作为一种优选，所述第二延伸端朝向所述旋转基座的一侧安装有测速元件，用于监测所述旋转基座的转速。
7、作为一种优选，所述测速元件为测距传感器，所述旋转基座的背面具有沿周向均布的凹槽，所述凹槽从所述旋转基座的中心区域延伸至所述旋转基座的边缘，并且所述凹槽与所述旋转基座的径向呈夹角设置，当旋转基座旋转时使得所述测速元件的信号产生周期性变化用于监测所述旋转基座的转速。
8、作为一种优选，所述测温元件为红外温度传感器，所述测速元件为红外测距传感器。
9、作为一种优选，所述下半月石墨件具有两条容置槽，各个所述容置槽包括沿水平方向延伸的第一槽段和沿竖直方向延伸的第二槽段，所述第一槽段的一端开口于所述下半月石墨件朝向所述进气架的侧面，所述第一槽段的另一端延伸至所述旋转基座的下方，用于容纳固定所述第一固定杆和所述第二固定杆；所述第二槽段的一端连通所述第一槽段，所述第二槽段的另一端开口于所述下半月石墨件的上表面，得以使所述第一延伸端的所述测温元件和所述第二延伸端的所述测速元件检测所述旋转基座的温度和转速。
10、作为一种优选，所述第一固定杆的截面和所述第二固定杆的截面均呈“t”形。
11、作为一种优选，所述带有固定装置的外延炉还包括控制系统，用于处理所述测温元件和所述测速元件的信号，并调节所述外延炉的加热功率，以及调节用于使所述旋转基座旋转的驱动气体的进气量。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
13、（1）通过固定装置使得外罩和石墨组件保持相对静止，得以减小石墨组件相对外罩转动造成的工艺波动，进而有利于提高外延片的质量；
14、（2）在第一固定杆上装有测温元件，得以检测旋转基座的温度，使测得的温度接近外延片的温度，进而更准确地控制外延炉的加热功率；
15、（3）在第二固定杆上装有测速元件，得以检测旋转基座的速度，进而更准确地控制用于使所述旋转基座旋转的进气量；
16、（4）采用测距传感器作为测速元件，依靠现有旋转基座背面自带的沿周向均布的凹槽，使得测速元件的信号产生周期性变化以监测旋转基座的转速，得以减少对现有外延炉的额外改动，有利于减低成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种带有固定装置的外延炉，包括外罩以及容置于所述外罩内的石墨组件，所述石墨组件包括下半月石墨件，所述下半月石墨件上安装有用于放置衬底的旋转基座，所述外罩的外侧设置有进气架，用于向所述外延炉内输送气体，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述固定装置包括第一固定杆和第二固定杆，所述第一固定杆具有第一固定端和第一延伸端，所述第二固定杆具有第二固定端和第二延伸端，所述第一固定端和所述第二固定端设置在所述进气架，所述第一延伸端和所述第二延伸端延伸嵌入所述下半月石墨件内。
3.根据权利要求2所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述第一固定杆和所述第二固定杆在水平方向上相互平行设置，且对称地位于所述旋转基座的旋转轴的两侧。
4.根据权利要求2所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述第一延伸端朝向所述旋转基座的一侧安装有测温元件，用于监测所述旋转基座的温度。
5.根据权利要求4所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述第二延伸端朝向所述旋转基座的一侧安装有测速元件，用于监测所述旋转基座的转
6.根据权利要求5所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述测速元件为测距传感器，所述旋转基座的背面具有沿周向均布的凹槽，所述凹槽从所述旋转基座的中心区域延伸至所述旋转基座的边缘，并且所述凹槽与所述旋转基座的径向呈夹角设置，当旋转基座旋转时使得所述测速元件的信号产生周期性变化用于监测所述旋转基座的转速。
7.根据权利要求5所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述测温元件为红外温度传感器，所述测速元件为红外测距传感器。
8.根据权利要求5所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述下半月石墨件具有两条容置槽，各个所述容置槽包括沿水平方向延伸的第一槽段和沿竖直方向延伸的第二槽段，所述第一槽段的一端开口于所述下半月石墨件朝向所述进气架的侧面，所述第一槽段的另一端延伸至所述旋转基座的下方，用于容纳固定所述第一固定杆和所述第二固定杆；所述第二槽段的一端连通所述第一槽段，所述第二槽段的另一端开口于所述下半月石墨件的上表面，得以使所述第一延伸端的所述测温元件和所述第二延伸端的所述测速元件检测所述旋转基座的温度和转速。
9.根据权利要求2-8中任一所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述第一固定杆的截面和所述第二固定杆的截面均呈“T”形。
10.根据权利要求5-8中任一所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，还包括控制系统，用于处理所述测温元件和所述测速元件的信号，并调节所述外延炉的加热功率，以及调节用于使所述旋转基座旋转的驱动气体的进气量。
...【技术特征摘要】
1.一种带有固定装置的外延炉，包括外罩以及容置于所述外罩内的石墨组件，所述石墨组件包括下半月石墨件，所述下半月石墨件上安装有用于放置衬底的旋转基座，所述外罩的外侧设置有进气架，用于向所述外延炉内输送气体，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述固定装置包括第一固定杆和第二固定杆，所述第一固定杆具有第一固定端和第一延伸端，所述第二固定杆具有第二固定端和第二延伸端，所述第一固定端和所述第二固定端设置在所述进气架，所述第一延伸端和所述第二延伸端延伸嵌入所述下半月石墨件内。
3.根据权利要求2所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述第一固定杆和所述第二固定杆在水平方向上相互平行设置，且对称地位于所述旋转基座的旋转轴的两侧。
4.根据权利要求2所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述第一延伸端朝向所述旋转基座的一侧安装有测温元件，用于监测所述旋转基座的温度。
5.根据权利要求4所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述第二延伸端朝向所述旋转基座的一侧安装有测速元件，用于监测所述旋转基座的转速。
6.根据权利要求5所述的带有固定装置的外延炉，其特征在于，所述测速元件为测距传感器，所述旋转基座的背面具有沿周向均布的凹槽，所述凹槽从所述旋转基座...
【专利技术属性】
技术研发人员：王紫恒，浩瀚，赵新田，周勋，
申请(专利权)人：宁波合盛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。