[发明专利]MOCVD设备及该设备中的托盘支撑旋转系统

说明书

技术领域

本发明涉及MOCVD设备，尤其是涉及MOCVD设备中的托盘支撑旋转系统。

背景技术

目前，MOCVD（金属有机化学气相沉淀）设备有两种典型的托盘支撑旋转系统，提供了不同的支撑托盘并且带动托盘旋转的方式。

在如图1所示的一种现有方案中，在MOCVD设备的反应腔中，设置有支撑筒51，支撑筒51与放置有若干外延片40的托盘10的下方边缘位置接触，并支撑该托盘10，保证托盘10的中心落在支撑面内，因此托盘10在静态时很稳定。加热器30的加热元件在托盘下方，特别是在托盘下方中心位置处可以连续设置，保证托盘中心的温度环境与托盘其他位置一致。

这种方案中，在支撑筒51的底盘511下方、中间位置处设有驱动轴20（即旋转轴），由驱动轴20带动支撑筒51旋转，进而带动托盘10旋转，相应地转动惯量较大，这种从边缘支撑并带动托盘10旋转的装置一般适用于低速转动的情况。

在如图2或图3所示的另一种现有方案中，驱动轴从中心支撑并且带动托盘10旋转。其中，托盘10底部中间位置设置有凹入的沉孔或凹进部分101，其底面与托盘10的上表面平行。与该圆柱形（图2）或圆锥形（图3）等形状的沉孔101相匹配，对应将驱动轴20顶端圆柱形或圆锥形的部分201，垂直插入该托盘10的沉孔101中。通过驱动轴20的表面与托盘10沉孔101的表面接触，成为托盘10的支撑面，并在摩擦力作用下，由驱动轴20带动托盘10一起旋转。

由于结构简单、部件少，该种MOCVD设备的动平衡易于调节，转动惯量相对前一种方案有所减小，适合在中高速转动的情况下使用。

然而，当采用石墨作为托盘10材料时，为了增强接触面上的摩擦力和抗摩擦强度，需要有特殊的表面加工处理，而由于该接触面落在沉孔101里，增加了表面加工处理的难度。

另外由于在托盘10上加工沉孔101会使得托盘10相应部位的厚度减薄，机械强度降低，为保证沉孔101部位的机械强度，往往要使托盘10的整体厚度增加，导致热容量增加，延长了加热或冷却需要的时间；此外还造成托盘10的重量增加，增加了驱动轴（或旋转轴）上的应力，缩短了驱动轴的使用寿命。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种MOCVD设备及该设备中的托盘支撑旋转系统。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案提供一种MOCVD设备中的托盘支撑旋转系统，包含托盘和旋转轴，所述旋转轴的轴心线通过托盘的中心区域；

所述托盘的中心区域设有贯通该托盘的开孔，托盘底面围绕着轴心线设有向下延伸的凸起，且所述凸起中设有在轴心线上贯通该凸起的空腔，所述空腔的顶端和开孔的下端相连通；

所述旋转轴的顶部设有容纳所述凸起的凹进部分；

所述托盘和旋转轴相接触时，托盘底面的凸起至少一部分插入旋转轴顶部的凹进部分中，凸起和凹进部分直接相接触从而提供托盘和旋转轴之间的接触点，使得旋转轴能够支撑托盘并带动托盘旋转。

一种实施例中，所述旋转轴的顶部进一步设有向下延伸的开口槽，所述开口槽的顶端和所述空腔的下端相连通或者所述开口槽和凹进部分相连通。

另一种实施例中，所述旋转轴中设有贯通该旋转轴的通孔，该通孔的顶端和所述空腔的下端相连通或者该通孔和凹进部分相连通。

优选的，所述凸起相对于轴心线对称分布。

优选的，所述空腔的顶端的开口和所述开孔的下端的开口的形状及尺寸相同。

所述凸起为大致呈环状的凸起。

或者，所述凸起包含第一凸起和第二凸起，第一凸起和第二凸起相连，第二凸起位于第一凸起的下方，至少第二凸起的一部分或全部插入所述凹进部分。 

所述凹进部分为大体呈环状的凹进部分，或者所述凹进部分为大体呈圆柱状或大体呈圆台状的凹进部分。

优选的，所述接触点位于凸起的底面或凸起的外侧面。

本发明的另一个技术方案是提供一种MOCVD设备，其包含进气装置、加热器以及托盘支撑旋转系统, 其中托盘支撑旋转系统包含托盘和旋转轴，旋转轴的轴心线通过托盘的中心区域；进气装置位于托盘的上方，用于释放反应气体至托盘的上表面以进行外延反应或薄膜沉积；加热器在托盘的下方围绕着旋转轴排列，用于对托盘进行加热；

所述托盘的中心区域设有贯通该托盘的开孔，托盘底面设有向下延伸的凸起，且所述凸起中设有在轴心线上贯通该凸起的空腔，所述空腔的顶端和开孔的下端相连通；

所述旋转轴的顶部设有容纳所述凸起的凹进部分；