[发明专利]一种可适应多尺寸衬底厚度变化的MPCVD基片台

说明书

本发明公开了一种可适应多尺寸衬底生长过程中厚度变化的MPCVD基片台，主要包括基片台、衬底环、顶针推杆平台、电机传导推杆和电机，衬底环放置在基片台的凹槽中，凹槽中设置若干通孔，顶针推杆平台顶部的顶针穿过通孔与衬底环底部连接，顶针推杆平台底部与电机传导推杆顶部固定连接，电机运转推动电机传导推杆，并带动顶针推杆平台及与其连接的衬底环上下垂直运动。本发明设计的衬底环自动上下垂直升降机构，可以实现衬底在生长过程中保证衬底托随衬底的厚度变化进行实时调整，可以有效在MPCVD装置中改善金刚石生长后的表面质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种针对MPCVD工艺生长过程中衬底厚度变化的可调式基片台。

背景技术

金刚石被称作终极半导体。而通过MPCVD设备进行金刚石生长是目前为止得到最纯净且效率最高的途径。其工作原理为圆柱形腔体与微波共振产生中心强电场来电离腔体内的氢气，使其变为等离子体后通入甲烷并将其电离为含碳基团在金刚石衬底进行沉积进行金刚石生长。然而由于腔体本身的特征，激发后的等离子体球中等离子体的密度分布梯度显著。这对于大面积金刚石的均匀生长是无法实现的。

目前的经验需要引入一种衬底托来改善等离子体分布。仿真及实验表明，衬底必须完全深入衬底托才能保证生长后的金刚石表面不出现多晶。为保证长时间生长后衬底依然在衬底托内部，通常有两种方式，一种是初始使用一种较深的衬底托，但是这会严重影响生长速率；另一种是生长一段时间后将衬底取出，更换衬底托进行二次生长，但是这将在一定程度上破坏衬底表面状态，依然会造成生长质量变差。所以在生长过程中保证衬底托随衬底的厚度而改变才是一个稳定的解决方式。因此，针对此类情况需要设计了一种可调节的衬底环来保证衬底始终处于环内实现衬底的高质量生长。

发明内容

针对现有技术问题，本发明提供了一种生长过程中实时调控衬底环高度的基片台，其操作简单，运行稳定，根据生长状态保证衬底环始终高于衬底。

本发明采用的技术方案是：一种可适应多尺寸衬底生长过程中厚度变化的MPCVD基片台，包括工作平台和升降机构两部分，其中工作平台包括基片台和衬底环两部分，所述衬底环放置在基片台的凹槽中，凹槽中均匀设置若干通孔；升降机构包括顶针推杆平台、电机传导推杆和电机三部分，顶针推杆平台顶部穿过通孔与所述衬底环底部连接，顶针推杆平台底部与电机传导推杆顶部固定连接，电机传导推杆底部与电机固定连接，电机运转推动电机传导推杆，并带动顶针推杆平台及与其连接的衬底环上下垂直运动。

优选地，所述凹槽上周向均匀分布设置三组通孔，并设置有定位槽，顶针推杆平台穿过通孔并通过定位槽连接衬底环并使衬底环能在基片台旋转时保持稳定，其中基片台旋转时腔体内的密封性通过磁流体密封得到保障。

进一步地，所述的可适应多尺寸衬底生长过程中厚度变化的MPCVD基片台，其特征在于所述基片台上可以设置多组不同尺寸衬底环，在相应尺寸上，基片台上的凹槽和顶针推杆平台的顶针同样设置多组，以适应不同尺寸衬底生长。

进一步地，所述的衬底环的形状可以设置为圆形，也可以设置为正方形，或者其他的几何形状，与所述相应的衬底环配合的基片台中用于放置衬底环的凹槽形状也应做相应的变化。

所述工作平台和升降机构作为一个总成组合件，安装在MPCVD的腔体中。

本发明设计的衬底环自动上下垂直升降机构，可以实现衬底在生长过程中保证衬底托随衬底的厚度变化进行实时调整，可以有效MPCVD装置中改善金刚石生长后的表面质量。另外还可以根据衬底尺寸的不同，将衬底环设计为多组的形式，可针对多种不同尺寸的衬底进行生长。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为基片台俯视图。

图3为将基片台置于MPCVD腔体内的情况示意图。

具体实施方式