提升材料生長(zhǎng)產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤(pán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體薄膜外延生長(zhǎng)設(shè)備，特別是一種用于半導(dǎo)體薄膜外延生長(zhǎng)的樣品托盤(pán)，屬于半導(dǎo)體外延生長(zhǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體薄膜材料是一種應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體材料，它支撐著整個(gè)半導(dǎo)體電子產(chǎn)品的水平和發(fā)展，比如II1-V族化合物特別適用于生長(zhǎng)光電器件。目前大多數(shù)半導(dǎo)體薄膜材料都由MOCVD、HVPE、PECVD、ALD、MBE等方法制備，其中MOCVD具有生長(zhǎng)效率較高、控制精度好、成本相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)上最為廣泛采用的方法，目前通常應(yīng)用于II1-V化合物材料的生長(zhǎng)。
[0003]樣品托盤(pán)是材料生長(zhǎng)設(shè)備中用于放置已有襯底或者材料并用于進(jìn)一步生長(zhǎng)的一種托盤(pán)結(jié)構(gòu)。襯底放置于樣品托盤(pán)里的片槽內(nèi)，通過(guò)物理或者化學(xué)反應(yīng)，可以生長(zhǎng)得到各種半導(dǎo)體薄膜材料。隨著材料生長(zhǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，同時(shí)也為了降低材料生長(zhǎng)成本，6英寸和8英寸的樣品托盤(pán)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于材料外延生長(zhǎng)領(lǐng)域中。然而研究發(fā)現(xiàn)，6英寸和8英寸的樣品托盤(pán)中外延片外圍的均勻性較差，這是由于在生長(zhǎng)時(shí)6英寸或8英寸樣品之間存在較大的間隔，這些間隔會(huì)影響生長(zhǎng)均勻性，間隔區(qū)的源材料會(huì)擴(kuò)散到樣品邊緣生長(zhǎng)，從而造成6英寸或8英寸樣品邊緣的生長(zhǎng)速率速與樣品中間區(qū)域不同，影響樣品均勻性。此外，6英寸和8英寸石墨盤(pán)實(shí)際的生產(chǎn)產(chǎn)能依然有限，例如目前Aixtron公司的Crius MOCVD設(shè)備可以采用的石墨盤(pán)的設(shè)計(jì)為3個(gè)6英寸的片槽，該石墨盤(pán)的利用率較低。因此，如何進(jìn)一步提高樣品托盤(pán)的使用率，提高材料生長(zhǎng)的產(chǎn)能，對(duì)降低半導(dǎo)體薄膜的生產(chǎn)成本有很大的幫助。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種提升材料生長(zhǎng)產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤(pán)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0005]為實(shí)現(xiàn)前述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案包括:
[0006]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種提升材料生長(zhǎng)產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤(pán)，其包括樣品托盤(pán)本體，所述樣品托盤(pán)本體上端面的選定區(qū)域內(nèi)密集分布有兩個(gè)以上第一片槽，而所述樣品托盤(pán)本體上端面上除所述選定區(qū)域之外的其余區(qū)域內(nèi)還分布有至少一第二片槽，所述第一片槽的直徑為4英寸、6英寸或8英寸，所述第二片槽的直徑為2英寸或4英寸，且所述第一片槽的直徑大于第二片槽的直徑。
[0007]在一些實(shí)施方案之中，所述樣品托盤(pán)本體上端面上分布有兩個(gè)以上第二片槽。
[0008]在一些實(shí)施方案之中，所述第一片槽、第二片槽的片槽深度為0.2?2_。
[0009]在一些實(shí)施方案之中，相鄰兩個(gè)第一片槽之間的間隔區(qū)域內(nèi)分布有至少一個(gè)第二片槽。
[0010]更進(jìn)一步的，相鄰兩個(gè)第一片槽之間的間隔區(qū)域內(nèi)分布有兩個(gè)以上第二片槽。
[0011]在一些實(shí)施方案之中，所述樣品托盤(pán)本體上端面上離散分布有兩個(gè)以上第二片槽。
[0012]在一些實(shí)施方案之中，三個(gè)以上第一片槽密集排布于所述樣品托盤(pán)本體上端面上并呈圓環(huán)形布局。
[0013]進(jìn)一步的，至少一個(gè)第二片槽分布與該三個(gè)以上第一片槽圍合形成的區(qū)域內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步的，所述樣品托盤(pán)設(shè)置在MOCVD、HVPE、PECVD、ALD或MBE等薄膜生長(zhǎng)設(shè)備內(nèi)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)包括:通過(guò)對(duì)大尺寸樣品托盤(pán)進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，既能改善樣品托盤(pán)上樣品的分布均勻性，又能提高了樣品托盤(pán)的使用率，使之適用于生長(zhǎng)不同尺寸的半導(dǎo)體薄膜，可以有效提高半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng)產(chǎn)能，并降低材料生長(zhǎng)成本，尤其適用于MOCVD、HVPE、PECVD、ALD、MBE等多種薄膜生長(zhǎng)設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為實(shí)施例1中一種樣品托盤(pán)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖2為實(shí)施例2中一種樣品托盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如前所述，鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種改良的樣品托盤(pán)，其可以采用業(yè)界已知的任何合適材料(例如石墨等)制作，其上分布有若干個(gè)4英寸、6英寸或8英寸的片槽，在托盤(pán)的其他空余區(qū)域分布有2英寸或4英寸的片槽。
[0019]進(jìn)一步的，所述在空余區(qū)域分布的2英寸或4英寸的片槽可以有一個(gè)或者多個(gè)。
[0020]進(jìn)一步的，所述2英寸或4英寸的片槽可以分布在空余區(qū)域的任意地方。
[0021]進(jìn)一步的，所述2英寸、4英寸、6英寸或8英寸的片槽深度為0.2?2_。
[0022]本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)現(xiàn)有大尺寸樣品托盤(pán)進(jìn)行改良，使之可適用于M0CVD、HVPE、PECVD、ALD、MBE等多種薄膜生長(zhǎng)設(shè)備，提高了樣品托盤(pán)的使用率，且使之適用于生長(zhǎng)不同尺寸的半導(dǎo)體薄膜，以及還可提高半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng)產(chǎn)能，降低材料生長(zhǎng)成本。
[0023]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特點(diǎn)更加易于明白，下面結(jié)合具體圖示及若干典型實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0024]實(shí)施例1:如圖1所示是本實(shí)施例提供的一種樣品托盤(pán)，適用于Aixtron公司CriusΠ MOCVD設(shè)備。該樣品托盤(pán)100直徑380mm，托盤(pán)上分布有3個(gè)6英寸片槽101，每個(gè)片槽直徑為150.5mm，片槽深度為1mm。在每?jī)蓚€(gè)6英寸片槽的間隔區(qū)域內(nèi)分布兩個(gè)2英寸片槽102，每個(gè)片槽直徑為51.2mm，片槽深度為1_。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，使6英寸樣品彼此緊密排布，保障其在生長(zhǎng)時(shí)的均勻性，防止因過(guò)大的間隔區(qū)而導(dǎo)致的源材料于樣品邊緣的擴(kuò)散生長(zhǎng)，從而提升樣品均勻性，同時(shí)還可提高托盤(pán)的利用率，提高材料生長(zhǎng)產(chǎn)能，降低半導(dǎo)體薄膜的生產(chǎn)成本。
[0025]實(shí)施例2:如圖2所不是本實(shí)施例提供的一種樣品托盤(pán)，適用于Veeco的公司的Κ465? MOCVD設(shè)備。該樣品托盤(pán)100直徑465mm，托盤(pán)上分布有6個(gè)6英寸的片槽101，每個(gè)片槽直徑150.8mm，片槽深度為1.2mm。在6英寸片槽的中心空余區(qū)域內(nèi)分布6個(gè)2英寸片槽102，每個(gè)片槽直徑為51.2mm，片槽深度為1.2mm。在每?jī)蓚€(gè)6英寸片槽的間隔區(qū)域內(nèi)分布一個(gè)2英寸的片槽，片槽直徑為51.2mm，片槽深度為1.2mm。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，使6英寸樣品彼此緊密排布，保障其在生長(zhǎng)時(shí)的均勻性，防止因過(guò)大的間隔區(qū)而導(dǎo)致的源材料于樣品邊緣的擴(kuò)散生長(zhǎng)，從而提升樣品均勻性，同時(shí)還可提高托盤(pán)的利用率，提高材料生長(zhǎng)產(chǎn)能，降低半導(dǎo)體薄膜的生產(chǎn)成本。
[0026]以上所述只是本實(shí)用新型的實(shí)施例示意而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。在不脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案范圍內(nèi)對(duì)上述內(nèi)容作出的任何修改、等同變化與修飾的等效實(shí)施例，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提升材料生長(zhǎng)產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤(pán)，包括樣品托盤(pán)本體，其特征在于:所述樣品托盤(pán)本體上端面的選定區(qū)域內(nèi)密集分布有兩個(gè)以上第一片槽，而所述樣品托盤(pán)本體上端面上除所述選定區(qū)域之外的其余區(qū)域內(nèi)還分布有至少一第二片槽，所述第一片槽的直徑為4英寸、6英寸或8英寸，所述第二片槽的直徑為2英寸或4英寸，且所述第一片槽的直徑大于第二片槽的直徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品托盤(pán)，其特征在于:所述樣品托盤(pán)本體上端面上分布有兩個(gè)以上第二片槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樣品托盤(pán)，其特征在于:所述第一片槽、第二片槽的片槽深度為0.2?2mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品托盤(pán)，其特征在于:相鄰兩個(gè)第一片槽之間的間隔區(qū)域內(nèi)分布有至少一個(gè)第二片槽。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樣品托盤(pán)，其特征在于:相鄰兩個(gè)第一片槽之間的間隔區(qū)域內(nèi)密集分布有兩個(gè)以上第二片槽。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品托盤(pán)，其特征在于:所述樣品托盤(pán)本體上端面上離散分布有兩個(gè)以上第二片槽。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品托盤(pán)，其特征在于:三個(gè)以上第一片槽密集排布于所述樣品托盤(pán)本體上端面上并呈圓環(huán)形布局。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樣品托盤(pán)，其特征在于:至少一個(gè)第二片槽分布與該三個(gè)以上第一片槽圍合形成的區(qū)域內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品托盤(pán)，其特征在于:所述樣品托盤(pán)設(shè)置在MOCVD、HVPE、PECVD、ALD或MBE薄膜生長(zhǎng)設(shè)備內(nèi)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公布了一種提升材料生長(zhǎng)產(chǎn)能和改善均勻性的樣品托盤(pán)，包括樣品托盤(pán)本體，所述樣品托盤(pán)本體上端面的選定區(qū)域內(nèi)分布有兩個(gè)以上第一片槽，而所述樣品托盤(pán)本體上端面上除所述選定區(qū)域之外的其余區(qū)域內(nèi)還分布有至少一第二片槽，所述第一片槽的直徑為4英寸、6英寸或8英寸，所述第二片槽的直徑為2英寸或4英寸，且所述第一片槽的直徑大于第二片槽的直徑。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)現(xiàn)有大尺寸樣品托盤(pán)進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，既能改善樣品托盤(pán)上樣品的分布均勻性，又能提高了樣品托盤(pán)的使用率，使之適用于生長(zhǎng)不同尺寸的半導(dǎo)體薄膜，可以有效提高半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng)產(chǎn)能，并降低材料生長(zhǎng)成本，尤其適用于MOCVD、HVPE、PECVD、ALD、MBE等多種薄膜生長(zhǎng)設(shè)備。
【IPC分類】C30B25/12
【公開(kāi)號(hào)】CN205188476
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520997293
【發(fā)明人】孫錢(qián), 嚴(yán)威, 馮美鑫, 楊輝
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日