基座.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110023537A(43)申请公布日2019.07.16(21)申请号201780056663.7(74)专利代理机构北京柏杉松知识产权代理事务所(普通(22)申请日2017.09.18合伙)11413代理人刘晶晶刘继富(30)优先权数据62/396,6792016.09.19US(51)Int.Cl.C23C16/458(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C23C16/46(2006.01)2019.03.14C30B25/12(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/IB2017/0556372017.09.18(87)PCT国际申请的公布数据WO2018/051304EN2018.03.22(71)申请人阿卜杜拉国王科技大学地址沙特阿拉伯图沃申请人法赫德国王石油矿产大学(72)发明人李晓航李广辉哈马德·S·阿洛泰比权利要求书1页说明书6页附图15页(54)发明名称基座(57)摘要一种基座装置，其用于化学气相沉积(CVD)反应器，包括在半导体工业中使用的金属有机CVD(MOCVD)。特别地，所述基座装置与感应加热一起使用，并且包括适于承载一个或多个晶片的水平板和垂直杆，感应加热线圈围绕垂直杆设置。还可以使用螺钉系统和绝热体。该设计有助于防止不希望的悬浮并且允许反应器的气体注入器位于更靠近晶片的位置以在高温沉积过程中在约1500℃或更高的基座表面温度下进行沉积。CN110023537ACN110023537A权利要求书1/1页1.一种用于化学气相沉积(CVD)反应器的基座装置，其包括：至少一个水平板，所述水平板适于承载至少一个晶片；至少一个垂直杆，所述垂直杆与所述水平板集成并垂直于所述水平板；其中，所述基座装置适于感应加热。2.根据权利要求1所述的基座装置，其中所述基座装置没有电阻加热器。3.根据权利要求1所述的基座装置，其中所述基座装置包含两个或多于两个垂直杆，所述垂直杆与所述水平板集成并垂直于所述水平板。4.根据权利要求1所述的基座装置，其中所述垂直杆作为所述水平板的热源。5.根据权利要求1所述的基座，其中基座配置为使其能够在CVD过程中旋转。6.一种CVD设备，其包括权利要求1所述的基座装置。7.根据权利要求6所述的CVD设备，所述设备还包括至少部分地包围所述基座的绝热结构。8.根据权利要求6所述的CVD设备，其中所述设备还包括喷头式注入结构。9.根据权利要求6所述的CVD设备，其中所述设备包括至少一个感应线圈和至少一个反应室，并且所述感应线圈安装在所述反应室内。10.一种使用权利要求6所述的CVD设备的方法，其中CVD在至少1500℃的基座表面温度下进行。2CN110023537A说明书1/6页基座背景技术[0001]金属有机化学气相沉积(MOCVD)反应器的设计多种多样。在MOCVD反应中，通过反应气体对受热表面的反应，在受热的晶片表面上形成材料膜。产物可以沉积在晶片表面上，气态副产物会通过排气泵从反应器中除去。MOCVD反应器已经用于制备各种外延化合物，包括半导体单膜和异质结构如激光器和LED的各种组合。[0002]一般来说，加热晶片有多种选择，但有两种选择是最普及的。第一种选择是用电阻加热器加热，第二种选择是用感应加热器加热。然而，由于尺寸不稳定性，即翘曲变形，传统的电阻加热器通常不能在长时间内提供高于约1500℃的沉积温度稳定性。沉积温度是材料沉积在晶片表面上的晶片表面温度。因此，当必须提供高于约1500℃的温度时，通常使用感应加热器。然而，当将沉积温度增加到约1700℃时，现有技术设计会遇到问题。[0003]传统的感应加热装置存在公认的悬浮问题。例如，参见美国专利第6368404号，其描述了基座如何可以悬浮离开下面的基座。这种不希望的悬浮是由于感应线圈会产生交变磁通量而产生的，并且该交变磁通量将根据法拉第定律在基座上感应出涡电流。由基座表面上的感应线圈感应的涡电流会与感应线圈产生的磁通量相互作用。当涡电流流过基座时，涡电流会感应磁通量，该磁通量与由感应线圈产生的磁通量相反。结果是涡流和磁通量之间的相互作用产生了可以引起基座悬浮的力。该悬浮力可以使载体从感应加热装置分离并降低传热效率。[0004]此外，当由感应线圈产生的交变磁通量接近并穿过物体时，任何导电物体会感应涡电流(例如，参见图4)。基座通常放置在感应线圈的中心，因此交变磁通量可以容易地穿透感应线圈上方的任何导电物体。因此，其他导电物体需要远离感应线圈；否则，物体会被感应线圈加热，这可能造成损坏。对于MOCVD过程，许多气态反应物通过通常由导体制成的气体入口注入反应器中，并且当这些反应物在晶片表面上彼此相遇时会发生化学反应。在这样的高温(例