[发明专利]旋转承载盘结构及承载盘

说明书

旋转承载盘结构及承载盘，涉及化学气相沉积技术领域，旋转承载盘结构，应用于化学气相沉积工艺，包括旋转轴、用于承载衬底的承载盘，旋转轴与承载盘中心连接，以驱动承载盘旋转，旋转轴包括轴体、隔热件，隔热件设在轴体与承载盘之间，以隔开轴体与承载盘，使轴体与承载盘不接触。承载盘，应用于化学气相沉积工艺，用于承载衬底，用于给所述承载盘加热的热源位于所述承载盘下方，所述承载盘的底面为非平面，以使承载盘底面不同区域与热源的距离不同。

技术领域

本发明创造涉及化学气相沉积技术领域。

背景技术

化学气相沉积是一种化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。金属有机化学气相沉积(MOCVD，metal organic chemical vapour deposition)是其中一种化学气相沉积技术，其是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相生长技术，被广泛应用于III-V化合物半导体薄膜材料的生长，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的高端半导体材料、光电子专用工艺。在MOCVD设备中，载气把MO有机源带入反应室，在衬底上反应，形成薄膜材料。

以MOCVD设备为例(但不限于MOCVD技术)。衬底放于高温的承载盘上(温度达到上千度)，承载盘通常由石墨材料制成，高温的承载盘为衬底提供温度条件，因此承载盘温度的均匀性直接影响衬底温度的分布，进而影响薄膜沉积的均匀性，因此承载盘的温度均匀性至关重要。

加热系统是MOCVD设备的核心部分，现有技术中，给承载盘加热的方式包括至少两种：1、热辐射加热，在承载盘下方设置热源，例如加热丝或加热片，从而给承载盘加热；2、感应加热，利用涡流原理，通过电磁感应的方式让承载盘自发热，类似电磁炉加热原理。

有些MOCVD设备中，工作时，承载盘是需要旋转的，因此是在承载盘中心区域连接旋转轴，旋转轴带动承载盘旋转。旋转轴的材料一般为钨或钼等耐高温的金属材料，其导热系数高，承载盘与旋转轴连接的中心区域的热量通过导热系数高的旋转轴散失较多，因此承载盘中心区域较其它区域温度低很多，造成承载盘温度不均匀。

发明内容

有鉴于此，本发明创造提供旋转承载盘结构及承载盘，能够提高承载盘温度的均匀性。

为实现上述目的，本发明创造提供以下技术方案。

旋转承载盘结构，应用于化学气相沉积工艺，包括旋转轴、用于承载衬底的承载盘，旋转轴与承载盘中心连接，以驱动承载盘旋转，旋转轴包括轴体、隔热件，隔热件设在轴体与承载盘之间，以隔开轴体与承载盘，使轴体与承载盘不接触。

在承载盘与轴体之间增加了隔热件，承载盘与轴体之间不直接接触，隔热件延缓了承载盘的热量传导至轴体的速度，减少了承载盘中心区域的热量散失，从而能让承载盘中心区域的温度下降更少，更接近其他区域的温度，提高承载盘的温度均匀性。

其中，隔热件由陶瓷材料制成。陶瓷材料的导热性能差，是常用的隔热材料。

进一步地，旋转轴还包括金属材料制成的连接件，连接件设在隔热件与承载盘之间，以连接承载盘。隔热件是陶瓷材料的话，陶瓷材料比较脆，直接连接承载盘的话容易受损，因此增加金属材料制成的连接件来连接承载盘。

其中，轴体、隔热件、连接件通过至少两个螺钉连接固定。如只有一个螺钉连接，在旋转轴转动过程中，轴体、隔热件、连接件三者可能相对转动，因此设置至少两个螺钉，可实现上述三者之间的连接固定，避免上述三者之间的相对转动。

其中，承载盘底面中心设有连接盲孔，旋转轴与承载盘连接的连接部位的形状与连接盲孔的形状对应匹配，旋转轴的上述连接部位紧密嵌入连接盲孔，以实现旋转轴与承载盘的连接。这种连接方式结构简单、装配快速、方便加工。