用于MOCVD系统的晶片托盘组件及MOCVD系统的制作方法

用于mocvd系统的晶片托盘组件及mocvd系统
技术领域
1.本实用新型涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种用于mocvd系统的晶片托盘组件及mocvd系统。


背景技术：

2.金属有机化合物化学气相沉积以其生长易控制、可生长纯度很高的材料、外延层大面积均匀性良好等优点，逐渐用于制造高亮度led芯片。而半导体器件制作过程中的一些工艺，需将晶片承载在晶片托盘上完成，而在mocvd((metal organic chemical vapordeposition，金属有机化学气相沉积))腔室内，为使得原料气体分解，并沉积在晶片托盘上的晶片的表面，反应腔室内一般具有加热部件，从而确保反应腔的温度可被快速提升至薄膜生长所需要的温度。
3.现有的mocvd系统为了保证晶片工艺结果的稳定性，托盘需要高速旋转以匀化气流场，同时托盘的各部位需要被均匀的加热，通常托盘不同位置的温度差要求小于1℃。但为实现托盘的高速旋转，通常托盘采用支撑轴支撑的方式，这样就导致托盘与支撑轴连接部位处无法布置加热部件，从而使晶片托盘与支撑轴的连接位置处无法加热；而支撑轴一般都是金属材质，其会吸收托盘中心点的温度，导致托盘中心温度低于晶片托盘的其他部位处的温度，所以位于托盘与支撑轴连接位置处正上方的晶片的工艺结果异于位于晶片托盘其他位置处的晶片。因此，如何确保晶片托盘的与支撑轴连接位置处的温度与其周边区域的温度保持一致，并保证晶片托盘的温度均匀性是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种用于mocvd系统的晶片托盘组件及mocvd系统，以解决现有技术中存在的一个或多个问题。
5.根据本实用新型的一个方面，本实用新型公开了一种用于mocvd系统的晶片托盘组件，所述晶片托盘组件包括晶片托盘、辅助连接件、加热部件以及支撑轴，
6.所述晶片托盘位于所述辅助连接件的顶部，且所述晶片托盘与所述辅助连接件固定连接；
7.所述辅助连接件的底端具有凹向与所述晶片托盘的凹槽，所述凹槽的横截面面积随着远离所述晶片托盘的距离的增大而逐渐增大；
8.所述支撑轴的顶部具有凸起部，所述凸起部与所述凹槽相配合，以使所述辅助连接件与所述支撑轴可同步旋转；
9.所述加热部件布置在所述晶片托盘的底部以及所述辅助连接件的周向外侧。
10.在本实用新型一些实施例中，所述凸起部的顶部端面与所述凹槽的槽底间隔有预定距离。
11.在本实用新型一些实施例中，所述凸起部的横截面面积随着远离所述晶片托盘的距离的增大而逐渐增大。
12.在本实用新型一些实施例中，所述凹槽和凸起部的横截面为圆形截面或多边形截面。
13.在本实用新型一些实施例中，所述支撑轴上具有自所述凸起部的顶部端面贯通至所述支撑轴的位于所述凸起部下方的轴段的周向侧壁的通道。
14.在本实用新型一些实施例中，所述辅助连接件的外周壁为波浪形或锯齿形。
15.在本实用新型一些实施例中，所述加热部件为环形加热丝或环形加热片。
16.在本实用新型一些实施例中，所述辅助连接件位于所述晶片托盘的中间位置。
17.在本实用新型一些实施例中，所述晶片托盘与所述辅助连接件为一体结构。
18.根据本实用新型的另一方面，还公开了一种mocvd系统，所述系统包括反应腔，所述反应腔内具有如上任一实施例所述的用于mocvd系统的晶片托盘组件。
19.通过利用本公开内容的用于mocvd系统的晶片托盘组件及mocvd系统，可以获得的有益效果至少在与：
20.该用于mocvd系统的晶片托盘组件，其晶片托盘与支撑轴之间通过辅助连接件连接，且辅助连接件与支撑轴之间通过凹槽及凸起部相配合实现连接，另辅助连接件的周向外侧设有加热部件，从而使得晶片托盘与支撑轴连接位置处可通过位于辅助连接件周向外侧的加热部件进行加热，进而确保了晶片托盘的与支撑轴连接位置处的温度与其周边区域的温度基本保持一致，因而保证了晶片托盘的温度均匀性。
21.除此之外，支撑轴上还具有自凸起部的顶部端面贯通至支撑轴的位于凸起部下方的轴段的周向侧壁的通道，该结构进一步的降低了辅助连接件与支撑轴之间的热传导速率，从而确保晶片托盘的与支撑轴连接位置处能够快速升温。
22.本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
23.本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
25.图1为本实用新型一实施例的用于mocvd系统的晶片托盘组件的结构示意图。
26.图2为本实用新型另一实施例的用于mocvd系统的晶片托盘组件的结构示意图。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解
释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
28.在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
29.应该强调，术语“包括/包含/具有”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
30.在此，还需要说明的是，本说明书内容中所出现的方位名词是相对于附图所示的位置方向；如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。直接连接为两个零部件之间不借助中间部件进行连接，间接连接为两个零部件之间借助其他零部件进行连接。
31.在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件。
32.图1为本实用新型一实施例的用于mocvd系统的晶片托盘组件的结构示意图，如图1 所示，该晶片托盘组件包括晶片托盘10、辅助连接件20、加热部件以及支撑轴。晶片托盘10用于承载晶片，辅助连接件20位于晶片托盘10与支撑轴之间，用于连接晶片托盘 10及支撑轴，加热部件用于对晶片托盘10加热从而确保晶片托盘10满足薄膜生长所需要的温度。示例性的，晶片托盘10为圆形托盘，在具体制作过程中，晶片被放置在圆形托盘上。不难理解的是，晶片托盘10的尺寸以及具体形状可根据待加工的晶片的数量以及尺寸进行设计，例如，晶片托盘10除了为圆形托盘之外，还可以为方形托盘以及不规则形状的托盘。
33.晶片托盘10具体的位于辅助连接件20的顶部，且晶片托盘10与辅助连接件20固定连接；辅助连接件20整体具体的可呈圆柱体结构，此时晶片托盘10即被设置在圆柱体结构的辅助连接件20的顶端。辅助连接件20与晶片托盘10之间可为一体结构也可为分体结构，当为分体结构时，进一步的可将晶片托盘10以及辅助连接件20通过焊接或粘接等不可拆卸的连接方式进行连接。当晶片托盘10及辅助连接件20为分体结构时，除上述之外，晶片托盘10与辅助连接件20之间也可通过可拆卸的连接方式进行连接；示例性的，晶片托盘10的底部可设有盲孔，而盲孔的内壁上设置内螺纹，此时圆柱体结构的辅助连接件20的顶端的外壁上可设置与盲孔的内螺纹相配合的外螺纹，因而通过盲孔内壁上的内螺纹与辅助连接件20外壁上的外螺纹相互啮合即实现了晶片托盘10与辅助连接件20 的螺纹连接。
34.辅助连接件20除了为圆柱体结构之外，还可为方形结构；此时，晶片托盘10位于方形结构的辅助连接件20的顶部端面一侧。类似的，方形结构的辅助连接件20与晶片托盘 10也可为一体结构或分体结构；当为分体结构时，可进一步的在晶片托盘10的底部开设与辅助连接件20形状相似的方形盲孔，通过将方形辅助连接件20的端部伸入至方形盲孔内实现晶片托盘10与辅助连接件20的连接。另外，为了确保晶片托盘10与支撑轴同步旋转，此时方形盲孔的尺寸可与辅助连接件20的外尺寸保持一致；以在晶片托盘10与辅助连接件20的连接状态下，防止晶片托盘10的方形盲孔的内壁与辅助连接件20的外壁之间存在间隙。另外，当辅助连接件20与晶片托盘10通过可拆卸或不可拆卸的方式进行连接时，辅助连接件20的顶部端面与晶片托盘10之间应保证具有较高的热传导率，也即辅助连接件20的端部与晶片托盘10上的盲孔相配合时，应保证辅助连接件20的顶部端面与盲孔的底面互相接触，或在辅助连接件20的顶部端面与盲孔的底面之间设置导热界面填充材料。
35.辅助连接件20的底端还具有凹向与晶片托盘10的凹槽21，凹槽21的横截面面积随着远离晶片托盘10的距离的增大而逐渐增大。支撑轴的顶部具有凸起部31，凸起部31 与凹槽21相配合，以使辅助连接件20与支撑轴可同步旋转。从图1中可以看出，支撑轴的除了与凹槽21相配合的凸起部31之外，其他部分均位于辅助连接件20的下方，且支撑轴的凸起部31伸入至辅助连接件20的凹槽21内，即实现了辅助连接件20与支撑轴的刚性连接。
36.其中，将辅助连接件20上的凹槽21的横截面面积设置为自上而下逐渐增大的情形，是为了确保支撑轴的旋转动力被高效的传输至辅助连接件20，从而减少支撑轴与晶片托盘10的旋转误差。具体的，支撑轴在横向方向上的尺寸可小于辅助连接件20在横向方向上的尺寸，当辅助连接件20及支撑轴均为圆柱体结构时，则支撑轴的径向尺寸小于辅助连接件20的径向尺寸；进一步的，支撑轴的凸起部31部位的径向尺寸可稍小于辅助连接件20的凹槽21的径向尺寸，以确保凸起部31及凹槽21的有效配合。另外，支撑轴也可被设置为凸起部31部位的径向尺寸小于或等于辅助连接件20的凹槽21的径向尺寸，而支撑轴的位于凸起部31下方的轴段32的径向尺寸大于或等于辅助连接件20的径向尺寸，在该情况下，也即意味着，支撑轴的凸起部31与位于凸起部31下方的轴段32的径向尺寸不一致。
37.从图1中可以看出，加热部件具体的被布置在晶片托盘10的底部以及辅助连接件20 的周向外侧。位于辅助连接件20的周向外侧的加热部件可将加热部件产生的热量通过辅助连接件20传导至晶片托盘10的与辅助连接件20相连接的部位。当辅助连接件20位于晶片托盘10的中心位置时，则位于辅助连接件20的周向外侧的加热部件产生的热量通过辅助连接件20传导至晶片托盘10的中心位置处。而位于晶片托盘10底部的加热部件，可进一步的将热量传导至晶片托盘10的除中心位置之外的其他区域。由此可以看出，晶片托盘10在加热过程中，晶片托盘10的各个位置均被加热，从而确保了镜片托盘各个位置点的温度均匀，因而使位于晶片托盘10上的各个晶片能保持较稳定的质量。
38.进一步的，加热部件为环形加热丝或环形加热片，此时位于辅助连接件20的周向外侧的加热部件可具体的为被缠绕在辅助连接件20的外壁上的加热丝。加热丝的缠绕圈数根据环形辅助件的长度的变化可相应改变，对于长度较长的环形辅助件，其外周壁上被缠绕的加热丝的圈数的数量可适当的增加，以提高加热效率。不难理解的，为了使辅助连接件20周向方向上的温度均匀性，则缠绕在辅助连接件20外壁上的加热丝或加热片的圈数至少为一整圈，此时也即辅助连接件20的在竖直方向上的尺寸大于缠绕在其外壁上的加热部件的在竖直方向上的尺寸，其中，辅助连接件20的在竖直方向上的尺寸也可理解为辅助连接件20的长度。另外，位于晶片托盘10下方的加热部件类似的，也可为布置在晶片托盘10底面上的环形加热丝或环形加热片；并且，若晶片托盘10为圆形托盘时，则环形加热丝或环形加热片的中轴线可与晶片托盘10的轴线共线。
39.在本实用新型一实施例中，凸起部31的顶部端面与凹槽21的槽底间隔有预定距离。在凸起部31的顶部端面与凹槽21的槽底之间设置间隙是为了降低辅助连接件20与支撑轴之间的热传导速率，从而使辅助连接件20的热量被多数传导至晶片托盘10。其中，距离的具体数值不应限定，主要能切断凸起部31的顶部端面与凹槽21的槽底之间的热传导路径即可。
40.进一步的，位于支撑轴上的凸起部31的横截面面积也随着远离所述晶片托盘10的距离的增大而逐渐增大。从图1中可以看出，此时辅助连接件20的凹槽21自下而上逐渐收
缩，而凸起部31也与凹槽21类似的自下而上也逐渐收缩，该结构进一步的使支撑轴的旋转动力更高效的被传输至辅助连接件20。其中，凹槽21和凸起部31的横截面形状可为圆形截面或多边形截面；当凹槽21的横截面形状为圆形截面时，此时凹槽21的整体形状呈圆台形，且此时与凹槽21相配合的凸起部31的整体形状也可为圆台形；另，在凸起部 31与凹槽21的连接状态，为了使凸起部31的顶部端面与凹槽21的槽底之间具有空隙，则圆台形凹槽21的母线与其底面的夹角可小于圆台形凸起部31的母线与其底面的夹角。除上述之外，凹槽21及凸起部31的整体结构形状还可为棱台状，此时凹槽21及凸起部 31的横截面形状相应的为多边形，多边形示例性的如：三角形、正方形、五边形、六边形等。应当理解的是，凸起部31和凹槽21的结构形状相似，可使凸起部31与凹槽21 之间实现刚性连接，防止支撑轴高速旋转时，辅助连接件20以及晶片托盘10相对于支撑轴发生打滑现象。
41.图2为本实用新型另一实施例的用于mocvd系统的晶片托盘组件的结构示意图，如图 2所示，该实施例的支撑轴上还具有自凸起部31的顶部端面贯通至支撑轴的位于凸起部 31下方的轴段32的周向侧壁的通道。该通道具体的自凸起部31的顶部端面垂直向下延伸；延伸一段距离之后，再水平向右延伸，直至延伸至轴段32的侧壁；其中，垂直向下延伸的距离大于凸起部31的高度。该支撑轴上设置通道的目的是为了进一步的减少辅助连接件20传导至支撑轴的热量。除上述之外，通道具体的还可自凸起部31的顶部端面倾斜向下延伸，直至延伸至支撑轴的周向侧壁；并且对于径向尺寸较大的支撑轴，其上还可类似的开设多条通道，从而更进一步的减少了辅助连接件20传导至支撑轴的热量。
42.进一步的，辅助连接件20的外周壁为波浪形或锯齿形，此时设置在辅助连接件20 周壁外侧的加热部件可进一步的嵌设在外周壁的凹槽内。示例性的，当辅助连接件20的外周壁具有锯齿形结构时，加热部件具体的为环形加热丝时，加热丝可沿锯齿凹槽缠绕。此种设置方式是为了增加加热部件与辅助连接件20之间的接触面积，从而提高加热部件与辅助连接件20之间的热传导速率。
43.另外，本实用新型还公开了一种mocvd系统，该系统包括至少一个反应腔，且反应腔内具有以上任一实施例公开的用于mocvd系统的晶片托盘组件。其中，反应腔为真空反应腔，而镜片托盘上进一步的还可设有晶片放置槽；另外，反应腔上还可具备有进气口，该进气口用于与外部的气体发生装置进行连接，以将外部反应气体输送至反应腔；在制备过程中，镜片以及晶片托盘10可通过托盘传输部件在mocvd系统的多个腔室之间进行传送。示例性的，托盘传输部件可为机械臂以及机械手。
44.通过上述实施例可以发现，该用于mocvd系统的晶片托盘组件及mocvd系统可使晶片托盘的与支撑轴连接位置处的温度与其周边区域的温度基本保持一致，从而保证晶片托盘的温度均匀性，进而提升晶片的工艺均匀性。
45.本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
46.上述所列实施例，显示和描述了本实用新型的基本原理与主要特征，但本实用新型不受上述实施例的限制，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下对本实用新型做出的修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。