托盘组件及具有其的mocvd设备的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种托盘组件，包括：可旋转的托座；和多层托盘，所述多层托盘沿竖向彼此间隔设置，最下层托盘安装在所述托座上，相邻两层托盘中的上层托盘和下层托盘之间通过支撑组件连接，所述支撑组件邻近所述托盘的边缘。根据本发明实施例的托盘组件，采用托座支撑多层托盘，使得多层托盘旋转时更平稳，又由于多层托盘中的相邻的两层托盘采用边缘支撑组件连接，从而不会遮挡与切割中心进气气流，有利于中心进气气流在托盘的表面形成平稳层流，改善工艺效果。本发明还提出了一种具有上述托盘组件的MOCVD设备。
【专利说明】托盘组件及具有其的MOCVD设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种托盘组件及具有其的MOCVD设备。
【背景技术】
[0002]MOCVDCMetal Organic Chemical Vapor Deposition)技术是生长II1-V族、I1-VI族化合物及合金的薄层单晶的主要方法，它具有对组分层厚界面能够精确控制、较低的维护费用、规模化的工业生产等优点，因此逐步成为砷化镓、磷化铟、氮化镓等光电子材料的主要量产技术。作为上述光电子材料的主要工艺设备，MOCVD设备折旧成本和使用成本占据了光电子材料成本的很高份额。
[0003]目前，提高MOCVD产能采用的主流技术路线是提高自动化，即使用机械手在较高温度取放基片。在主流技术路线基础上，进一步增大MOCVD产能，就需要持续扩大反应腔容量。但进一步加大反应腔容量，需采用多托盘结构，多托盘结构支撑对进气流场，及温度场分布易产生不良影响，且本身易受热应力损坏。
[0004]传统MOCVD设备的托盘支撑系统由旋转轴、石墨托盘、托盘联结键、芯部支撑环组成。托盘联结键穿过石墨托盘、芯部支撑环与旋转轴联在一起。电机通过旋转轴带动整个托盘支撑系统旋转。
[0005]现有技术的托盘为中央支撑，存在中心支撑结构不平稳，中心键联接托盘受热应力容易开裂，及芯部支撑环和键旋转时切割中心气流，容易在托盘上形成紊流的缺点。
【发明内容】
[0006]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0007]为此，本发明的一个目的在于提出一种使中央进气气流能在托盘表面形成平稳层流的托盘组件。
[0008]本发明的另一个目的在于提出一种具有上述托盘组件的MOCVD设备。
[0009]根据本发明第一方面实施例的托盘组件，包括:可旋转的托座；和多层托盘，所述多层托盘沿竖向彼此间隔设置，最下层托盘安装在所述托座上，相邻两层托盘中的上层托盘和下层托盘之间通过支撑组件连接，所述支撑组件邻近所述托盘的边缘。
[0010]根据本发明实施例的托盘组件，采用托座支撑多层托盘，使得多层托盘旋转时更平稳，又由于多层托盘中的相邻的两层托盘采用边缘支撑组件连接，从而不会遮挡与切割中心进气气流，有利于中心进气气流在托盘的表面形成平稳层流，改善工艺效果。
[0011]另外，根据本发明的托盘组件还具有如下附加技术特征:
[0012]具体地，所述支撑组件包括:多个第一支撑销，所述上层托盘的下表面和所述下层托盘的上表面上分别形成有与所述多个第一支撑销适配的多个第一销孔，且所述第一支撑销与所述第一个销孔之间留有间隙；第二支撑销，所述上层托盘的下表面和所述下层托盘的上表面上分别形成有与所述第二支撑销适配的第二销孔，所述第二支撑销与所述第二销孔的内壁接触。从而改善了托盘旋转加热时受应力情况，使得托盘不易受热开裂。[0013]在本发明的一个示例中，所述第一销孔为方孔，所述第一支撑销的横截面为与所述第一销孔适配的方形，所述第二销孔为扇形，所述第二支撑销的横截面为与所述第二销孔适配的扇形。
[0014]在本发明的另一个示例中，所述第一支撑销和第二支撑销的横截面均为圆形，所述第一和第二销孔均为圆形孔。
[0015]根据本发明的一些实施例，所述第二支撑销为两个，且沿所述托盘的径向相对，所述多个第一支撑销为四个且沿所述托盘的周向均匀分布。从而可进一步保证多层托盘旋转稳定，且进一步保证了托盘旋转加热时受应力情况得到改善，保证了托盘不易受热开裂。
[0016]根据本发明的另一些实施例，所述第一和第二支撑销沿所述托盘的周向等间隔分布。从而可进一步保证多层托盘旋转稳定，且进一步保证了托盘旋转加热时受应力情况得到改善，保证了托盘不易受热开裂。
[0017]具体地，所述托座的上表面上形成有凹槽，所述最下层的托盘的下表面上形成有与所述凹槽配合的凸起。从而，便于多层托盘安装到托座上。
[0018]进一步地，所述凸起和所述凹槽之间还设有旋转联结键。由此，该旋转联结键可传递扭矩，保证了多层托盘能平稳旋转。
[0019]可选地，所述托座由电机驱动旋转。
[0020]根据本发明第二方面实施例的MOCVD设备，包括:腔体，所述腔体内具有腔室；托盘组件，所述托盘组件设在所述腔室内，所述托盘组件为根据本发明第一方面实施例的托盘组件；和中央进气管，所述中央进气管贯穿所述多层托盘的中心且具有与每层托盘对应的出气孔。
[0021]根据本发明实施例 的MOCVD设备，通过采用托盘组件，保证了从中央进气管进入到托盘组件中心的进气气流能在每层托盘上形成平稳层流，保证了工艺效果，且多层托盘不易受热开裂，节约了成本。
[0022]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0024]图1为根据本发明实施例的托盘组件的主视图；
[0025]图2为图1所不的托盘组件放置有待加工基片时的俯视图；
[0026]图3为图2中A部分的放大图；和
[0027]图4为图2中B部分的放大图。
【具体实施方式】
[0028]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于
附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0030]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0031]下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的托盘组件100，该托盘组件100上可放置有待加工基片以对其进行加工。
[0032]如图1所示，根据本发明实施例的托盘组件100包括:托座I和多层托盘2，其中，托座I可旋转，多层托盘2沿竖向彼此间隔设置，最下层托盘2a安装在托座I上，相邻两层托盘中的上层托盘和下层托盘之间通过支撑组件3连接，支撑组件3邻近托盘2的边缘。
[0033]多层托盘2的相邻两层托盘2通过支撑组件3连接，最下层托盘2a安装在托座I上，当托座I旋转时可带动多层托盘2旋转。优选地，托座I由电机(图未示出)驱动旋转，在图1的示例中，托座I通过连接螺钉5与电机相连。如图2所示，多层托盘2中的每一层托盘2的中心形成有中心孔23，中心进气系统的进气管可以穿过中心孔，以便将工艺气体分布供给到多层托盘2以对放置在多层托盘2上的待加工基片进行处理。
[0034]根据本发明实施例的托盘组件100，采用托座I支撑多层托盘2，使得多层托盘2旋转时更平稳，又由于多层托盘2中的相邻的两层托盘采用边缘支撑组件3连接，从而不会遮挡与切割中心进气气流，有利于中心进气气流在托盘2的表面形成平稳层流，改善工艺效果。
[0035]具体地，支撑组件3包括:多个第一支撑销30和第二支撑销31，其中，托盘2的上层托盘的下表面和托盘2的下层托盘的上表面上分别形成有与多个第一支撑销30适配的多个第一销孔20，且第一支撑销30与第一销孔20之间留有间隙。托盘2的上层托盘的下表面和托盘2的下层托盘的上表面上分别形成有与第二支撑销31适配的第二销孔21，第二支撑销31与第二销孔21的内壁接触。
[0036]换言之，第一支撑销30可以只起到支撑托盘2的作用，托盘2旋转时，第一支撑销30不受旋转剪切力作用。第二支撑销31与第二销孔21的内壁接触，不仅起到支撑托盘2的作用，当托盘2旋转时，第二支撑销31可以受旋转剪切力作用，从而改善了托盘2旋转时受应力情况，使得托盘2不易受热开裂。
[0037]如图3和图4所示，在本发明的一些实施例中，第一销孔20为方孔，第一支撑销30的横截面为与第一销孔20适配的方形，第二销孔21为扇形，第二支撑销31的横截面为与第二销孔21适配的扇形。当然本发明不限于此，第一支撑销30和第二支撑销31的横截面还可均为圆形，第一销孔20和第二销孔21可均为圆形孔。
[0038]进一步地，第二支撑销31为两个，且沿托盘2的径向相对设置，第一支撑销30为四个且沿托盘2的周向均匀分布。当然本发明不限于此，第一支撑销30和第二支撑销31可沿托盘2的周向等间隔分布。在图2的示例中，第一支撑销30为四个，第二支撑销31为两个，四个第一支撑销30和两个第二支撑销31沿托盘2的周向等间隔分布，且两个第二支撑销31沿托盘2的径向相对。从而可进一步保证多层托盘2旋转稳定，且进一步保证了托盘2旋转加热时受应力情况得到改善，保证了托盘2不易受热开裂。
[0039]根据本发明的一些实施例，如图1所示，托座I的上表面上形成有凹槽10，最下层的托盘2a的下表面上形成有与凹槽10配合的凸起22。从而，便于多层托盘2安装到托座I上。进一步地，凸起22和凹槽10之间还设有旋转联结键4。由此，该旋转联结键4可传递扭矩，保证了多层托盘2能平稳旋转。
[0040]根据本发明实施例的托盘组件100，由托座I支撑并驱动多层托盘2旋转，使得多层托盘2旋转平稳，且相邻的上层托盘和下层托盘之间通过边缘的支撑组件3连接，支撑组件3中的多个第一支撑销30只起支撑的作用，第二支撑销31不仅起支撑的作用还受到旋转剪应力作用，从而改善了托盘2旋转加热时受应力情况，保证了托盘2不易受热开裂，又由于支撑组件3邻近托盘2的边缘，不会遮挡与切割多层托盘2的中心进气气流，有利于中心进气气流在托盘2的表面形成平稳层流，改善工艺效果。
[0041]下面描述根据本发明实施例的MOCVD (Metal Organic Chemical VaporDeposition)设备，该MOCVD设备包括:腔体(图未示出)、托盘组件100和中央进气管(图未示出)，其中，腔体内具有腔室(图未示出)，托盘组件100设在腔室内，托盘组件100为根据本发明第一方面实施例的托盘组件100。中央进气管贯穿多层托盘100的中心且具有与每层托盘对应的出气孔(图未示出)。
[0042]根据本发明实施例的MOCVD设备，通过采用根据本发明上述实施例描述的托盘组件100，可以保证从中央进气管进入到托盘组件100中心的进气气流能在每层托盘2上形成平稳层流，保证了工艺效果，且多层托盘2不易受热开裂，节约了成本。
[0043]根据本发明实施例的MOCVD设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[0044]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0045]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种托盘组件，其特征在于，包括: 可旋转的托座；和 多层托盘，所述多层托盘沿竖向彼此间隔设置，最下层托盘安装在所述托座上，相邻两层托盘中的上层托盘和下层托盘之间通过支撑组件连接，所述支撑组件邻近所述托盘的边缘。
2.根据权利要求1所述的托盘组件，其特征在于，所述支撑组件包括: 多个第一支撑销，所述上层托盘的下表面和所述下层托盘的上表面上分别形成有与所述多个第一支撑销适配的多个第一销孔，且所述第一支撑销与所述第一个销孔之间留有间隙； 多个第二支撑销，所述上层托盘的下表面和所述下层托盘的上表面上分别形成有与所述第二支撑销适配的第二销孔，所述第二支撑销与所述第二销孔的内壁接触。
3.根据权利要求2所述的托盘组件，其特征在于，所述第一销孔为方孔，所述第一支撑销的横截面为与所述第一销孔适配的方形，所述第二销孔为扇形，所述第二支撑销的横截面为与所述第二销孔适配的扇形。
4.根据权利要求2所述的托盘组件，其特征在于，所述第一支撑销和第二支撑销的横截面均为圆形，所述第一和第二销孔均为圆形孔。
5.根据权利要求2 -4中任一项所述的托盘组件，其特征在于，所述第二支撑销为两个，且沿所述托盘的径向相对设置，所述多个第一支撑销为四个且沿所述托盘的周向均匀分布。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的托盘组件，其特征在于，所述第一和第二支撑销沿所述托盘的周向等间隔分布。
7.根据权利要求1所述的托盘组件，其特征在于，所述托座的上表面上形成有凹槽，所述最下层的托盘的下表面上形成有与所述凹槽配合的凸起。
8.根据权利要求6所述的托盘组件，其特征在于，所述凸起和所述凹槽之间还设有旋转联结键。
9.根据权利要求1所述的托盘组件，其特征在于，所述托座由电机驱动旋转。
10.一种MOCVD设备，其特征在于，包括: 腔体，所述腔体内具有腔室； 托盘组件，所述托盘组件设在所述腔室内，所述托盘组件为根据权利要求1-9中任一项所述的托盘组件；和 中央进气管，所述中央进气管贯穿所述多层托盘的中心且具有与每层托盘对应的出气孔。
【文档编号】C23C16/458GK103590020SQ201210286546
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月13日 优先权日:2012年8月13日
【发明者】党志泉 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司