托盤組件及具有其的mocvd設備的制作方法
【專利摘要】本發明提出了一種托盤組件，包括：可旋轉的托座；和多層托盤，所述多層托盤沿豎向彼此間隔設置，最下層托盤安裝在所述托座上，相鄰兩層托盤中的上層托盤和下層托盤之間通過支撐組件連接，所述支撐組件鄰近所述托盤的邊緣。根據本發明實施例的托盤組件，采用托座支撐多層托盤，使得多層托盤旋轉時更平穩，又由于多層托盤中的相鄰的兩層托盤采用邊緣支撐組件連接，從而不會遮擋與切割中心進氣氣流，有利于中心進氣氣流在托盤的表面形成平穩層流，改善工藝效果。本發明還提出了一種具有上述托盤組件的MOCVD設備。
【專利說明】托盤組件及具有其的MOCVD設備
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種托盤組件及具有其的MOCVD設備。
【背景技術】
[0002]MOCVDCMetal Organic Chemical Vapor Deposition)技術是生長II1-V族、I1-VI族化合物及合金的薄層單晶的主要方法，它具有對組分層厚界面能夠精確控制、較低的維護費用、規模化的工業生產等優點，因此逐步成為砷化鎵、磷化銦、氮化鎵等光電子材料的主要量產技術。作為上述光電子材料的主要工藝設備，MOCVD設備折舊成本和使用成本占據了光電子材料成本的很高份額。
[0003]目前，提高MOCVD產能采用的主流技術路線是提高自動化，即使用機械手在較高溫度取放基片。在主流技術路線基礎上，進一步增大MOCVD產能，就需要持續擴大反應腔容量。但進一步加大反應腔容量，需采用多托盤結構，多托盤結構支撐對進氣流場，及溫度場分布易產生不良影響，且本身易受熱應力損壞。
[0004]傳統MOCVD設備的托盤支撐系統由旋轉軸、石墨托盤、托盤聯結鍵、芯部支撐環組成。托盤聯結鍵穿過石墨托盤、芯部支撐環與旋轉軸聯在一起。電機通過旋轉軸帶動整個托盤支撐系統旋轉。
[0005]現有技術的托盤為中央支撐，存在中心支撐結構不平穩，中心鍵聯接托盤受熱應力容易開裂，及芯部支撐環和鍵旋轉時切割中心氣流，容易在托盤上形成紊流的缺點。
【發明內容】
[0006]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。
[0007]為此，本發明的一個目的在于提出一種使中央進氣氣流能在托盤表面形成平穩層流的托盤組件。
[0008]本發明的另一個目的在于提出一種具有上述托盤組件的MOCVD設備。
[0009]根據本發明第一方面實施例的托盤組件，包括:可旋轉的托座；和多層托盤，所述多層托盤沿豎向彼此間隔設置，最下層托盤安裝在所述托座上，相鄰兩層托盤中的上層托盤和下層托盤之間通過支撐組件連接，所述支撐組件鄰近所述托盤的邊緣。
[0010]根據本發明實施例的托盤組件，采用托座支撐多層托盤，使得多層托盤旋轉時更平穩，又由于多層托盤中的相鄰的兩層托盤采用邊緣支撐組件連接，從而不會遮擋與切割中心進氣氣流，有利于中心進氣氣流在托盤的表面形成平穩層流，改善工藝效果。
[0011]另外，根據本發明的托盤組件還具有如下附加技術特征:
[0012]具體地，所述支撐組件包括:多個第一支撐銷，所述上層托盤的下表面和所述下層托盤的上表面上分別形成有與所述多個第一支撐銷適配的多個第一銷孔，且所述第一支撐銷與所述第一個銷孔之間留有間隙；第二支撐銷，所述上層托盤的下表面和所述下層托盤的上表面上分別形成有與所述第二支撐銷適配的第二銷孔，所述第二支撐銷與所述第二銷孔的內壁接觸。從而改善了托盤旋轉加熱時受應力情況，使得托盤不易受熱開裂。[0013]在本發明的一個示例中，所述第一銷孔為方孔，所述第一支撐銷的橫截面為與所述第一銷孔適配的方形，所述第二銷孔為扇形，所述第二支撐銷的橫截面為與所述第二銷孔適配的扇形。
[0014]在本發明的另一個示例中，所述第一支撐銷和第二支撐銷的橫截面均為圓形，所述第一和第二銷孔均為圓形孔。
[0015]根據本發明的一些實施例，所述第二支撐銷為兩個，且沿所述托盤的徑向相對，所述多個第一支撐銷為四個且沿所述托盤的周向均勻分布。從而可進一步保證多層托盤旋轉穩定，且進一步保證了托盤旋轉加熱時受應力情況得到改善，保證了托盤不易受熱開裂。
[0016]根據本發明的另一些實施例，所述第一和第二支撐銷沿所述托盤的周向等間隔分布。從而可進一步保證多層托盤旋轉穩定，且進一步保證了托盤旋轉加熱時受應力情況得到改善，保證了托盤不易受熱開裂。
[0017]具體地，所述托座的上表面上形成有凹槽，所述最下層的托盤的下表面上形成有與所述凹槽配合的凸起。從而，便于多層托盤安裝到托座上。
[0018]進一步地，所述凸起和所述凹槽之間還設有旋轉聯結鍵。由此，該旋轉聯結鍵可傳遞扭矩，保證了多層托盤能平穩旋轉。
[0019]可選地，所述托座由電機驅動旋轉。
[0020]根據本發明第二方面實施例的MOCVD設備，包括:腔體，所述腔體內具有腔室；托盤組件，所述托盤組件設在所述腔室內，所述托盤組件為根據本發明第一方面實施例的托盤組件；和中央進氣管，所述中央進氣管貫穿所述多層托盤的中心且具有與每層托盤對應的出氣孔。
[0021]根據本發明實施例 的MOCVD設備，通過采用托盤組件，保證了從中央進氣管進入到托盤組件中心的進氣氣流能在每層托盤上形成平穩層流，保證了工藝效果，且多層托盤不易受熱開裂，節約了成本。
[0022]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0024]圖1為根據本發明實施例的托盤組件的主視圖；
[0025]圖2為圖1所不的托盤組件放置有待加工基片時的俯視圖；
[0026]圖3為圖2中A部分的放大圖；和
[0027]圖4為圖2中B部分的放大圖。
【具體實施方式】
[0028]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0029]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于
附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。 [0030]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0031]下面參考圖1-圖4描述根據本發明實施例的托盤組件100，該托盤組件100上可放置有待加工基片以對其進行加工。
[0032]如圖1所示，根據本發明實施例的托盤組件100包括:托座I和多層托盤2，其中，托座I可旋轉，多層托盤2沿豎向彼此間隔設置，最下層托盤2a安裝在托座I上，相鄰兩層托盤中的上層托盤和下層托盤之間通過支撐組件3連接，支撐組件3鄰近托盤2的邊緣。
[0033]多層托盤2的相鄰兩層托盤2通過支撐組件3連接，最下層托盤2a安裝在托座I上，當托座I旋轉時可帶動多層托盤2旋轉。優選地，托座I由電機(圖未示出)驅動旋轉，在圖1的示例中，托座I通過連接螺釘5與電機相連。如圖2所示，多層托盤2中的每一層托盤2的中心形成有中心孔23，中心進氣系統的進氣管可以穿過中心孔，以便將工藝氣體分布供給到多層托盤2以對放置在多層托盤2上的待加工基片進行處理。
[0034]根據本發明實施例的托盤組件100，采用托座I支撐多層托盤2，使得多層托盤2旋轉時更平穩，又由于多層托盤2中的相鄰的兩層托盤采用邊緣支撐組件3連接，從而不會遮擋與切割中心進氣氣流，有利于中心進氣氣流在托盤2的表面形成平穩層流，改善工藝效果。
[0035]具體地，支撐組件3包括:多個第一支撐銷30和第二支撐銷31，其中，托盤2的上層托盤的下表面和托盤2的下層托盤的上表面上分別形成有與多個第一支撐銷30適配的多個第一銷孔20，且第一支撐銷30與第一銷孔20之間留有間隙。托盤2的上層托盤的下表面和托盤2的下層托盤的上表面上分別形成有與第二支撐銷31適配的第二銷孔21，第二支撐銷31與第二銷孔21的內壁接觸。
[0036]換言之，第一支撐銷30可以只起到支撐托盤2的作用，托盤2旋轉時，第一支撐銷30不受旋轉剪切力作用。第二支撐銷31與第二銷孔21的內壁接觸，不僅起到支撐托盤2的作用，當托盤2旋轉時，第二支撐銷31可以受旋轉剪切力作用，從而改善了托盤2旋轉時受應力情況，使得托盤2不易受熱開裂。
[0037]如圖3和圖4所示，在本發明的一些實施例中，第一銷孔20為方孔，第一支撐銷30的橫截面為與第一銷孔20適配的方形，第二銷孔21為扇形，第二支撐銷31的橫截面為與第二銷孔21適配的扇形。當然本發明不限于此，第一支撐銷30和第二支撐銷31的橫截面還可均為圓形，第一銷孔20和第二銷孔21可均為圓形孔。
[0038]進一步地，第二支撐銷31為兩個，且沿托盤2的徑向相對設置，第一支撐銷30為四個且沿托盤2的周向均勻分布。當然本發明不限于此，第一支撐銷30和第二支撐銷31可沿托盤2的周向等間隔分布。在圖2的示例中，第一支撐銷30為四個，第二支撐銷31為兩個，四個第一支撐銷30和兩個第二支撐銷31沿托盤2的周向等間隔分布，且兩個第二支撐銷31沿托盤2的徑向相對。從而可進一步保證多層托盤2旋轉穩定，且進一步保證了托盤2旋轉加熱時受應力情況得到改善，保證了托盤2不易受熱開裂。
[0039]根據本發明的一些實施例，如圖1所示，托座I的上表面上形成有凹槽10，最下層的托盤2a的下表面上形成有與凹槽10配合的凸起22。從而，便于多層托盤2安裝到托座I上。進一步地，凸起22和凹槽10之間還設有旋轉聯結鍵4。由此，該旋轉聯結鍵4可傳遞扭矩，保證了多層托盤2能平穩旋轉。
[0040]根據本發明實施例的托盤組件100，由托座I支撐并驅動多層托盤2旋轉，使得多層托盤2旋轉平穩，且相鄰的上層托盤和下層托盤之間通過邊緣的支撐組件3連接，支撐組件3中的多個第一支撐銷30只起支撐的作用，第二支撐銷31不僅起支撐的作用還受到旋轉剪應力作用，從而改善了托盤2旋轉加熱時受應力情況，保證了托盤2不易受熱開裂，又由于支撐組件3鄰近托盤2的邊緣，不會遮擋與切割多層托盤2的中心進氣氣流，有利于中心進氣氣流在托盤2的表面形成平穩層流，改善工藝效果。
[0041]下面描述根據本發明實施例的MOCVD (Metal Organic Chemical VaporDeposition)設備，該MOCVD設備包括:腔體(圖未示出)、托盤組件100和中央進氣管(圖未示出)，其中，腔體內具有腔室(圖未示出)，托盤組件100設在腔室內，托盤組件100為根據本發明第一方面實施例的托盤組件100。中央進氣管貫穿多層托盤100的中心且具有與每層托盤對應的出氣孔(圖未示出)。
[0042]根據本發明實施例的MOCVD設備，通過采用根據本發明上述實施例描述的托盤組件100，可以保證從中央進氣管進入到托盤組件100中心的進氣氣流能在每層托盤2上形成平穩層流，保證了工藝效果，且多層托盤2不易受熱開裂，節約了成本。
[0043]根據本發明實施例的MOCVD設備的其他構成以及操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的，這里不再詳細描述。
[0044]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0045]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種托盤組件，其特征在于，包括: 可旋轉的托座；和 多層托盤，所述多層托盤沿豎向彼此間隔設置，最下層托盤安裝在所述托座上，相鄰兩層托盤中的上層托盤和下層托盤之間通過支撐組件連接，所述支撐組件鄰近所述托盤的邊緣。
2.根據權利要求1所述的托盤組件，其特征在于，所述支撐組件包括: 多個第一支撐銷，所述上層托盤的下表面和所述下層托盤的上表面上分別形成有與所述多個第一支撐銷適配的多個第一銷孔，且所述第一支撐銷與所述第一個銷孔之間留有間隙； 多個第二支撐銷，所述上層托盤的下表面和所述下層托盤的上表面上分別形成有與所述第二支撐銷適配的第二銷孔，所述第二支撐銷與所述第二銷孔的內壁接觸。
3.根據權利要求2所述的托盤組件，其特征在于，所述第一銷孔為方孔，所述第一支撐銷的橫截面為與所述第一銷孔適配的方形，所述第二銷孔為扇形，所述第二支撐銷的橫截面為與所述第二銷孔適配的扇形。
4.根據權利要求2所述的托盤組件，其特征在于，所述第一支撐銷和第二支撐銷的橫截面均為圓形，所述第一和第二銷孔均為圓形孔。
5.根據權利要求2 -4中任一項所述的托盤組件，其特征在于，所述第二支撐銷為兩個，且沿所述托盤的徑向相對設置，所述多個第一支撐銷為四個且沿所述托盤的周向均勻分布。
6.根據權利要求2-4中任一項所述的托盤組件，其特征在于，所述第一和第二支撐銷沿所述托盤的周向等間隔分布。
7.根據權利要求1所述的托盤組件，其特征在于，所述托座的上表面上形成有凹槽，所述最下層的托盤的下表面上形成有與所述凹槽配合的凸起。
8.根據權利要求6所述的托盤組件，其特征在于，所述凸起和所述凹槽之間還設有旋轉聯結鍵。
9.根據權利要求1所述的托盤組件，其特征在于，所述托座由電機驅動旋轉。
10.一種MOCVD設備，其特征在于，包括: 腔體，所述腔體內具有腔室； 托盤組件，所述托盤組件設在所述腔室內，所述托盤組件為根據權利要求1-9中任一項所述的托盤組件；和 中央進氣管，所述中央進氣管貫穿所述多層托盤的中心且具有與每層托盤對應的出氣孔。
【文檔編號】C23C16/458GK103590020SQ201210286546
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月13日 優先權日:2012年8月13日
【發明者】黨志泉 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司