用于覆盖用于SiC层沉积的装置的基座的指向过程室的侧面的盖板

技术领域

本发明涉及一种用于在平坦的衬底上沉积层的装置，其具有可由加热设备加热的基座，在基座的指向过程室的顶侧面上布置有衬底和包围衬底的盖板，其中，内盖板分别形成邻接在衬底的指向所述基座的中心的边缘上的边缘，并且两个在围绕所述中心的周向上并排布置的盖板在分界缝上相互邻接。

本发明还涉及一种用于这种装置的基座组件。

本发明还涉及一种前述类型的盖板和一种用所述装置、基座覆盖装置和盖板来沉积SiC层的应用，其中，通过气体入口将含有硅和碳的气态的原材料供应到CVD反应器的过程室中并且利用加热设备将衬底加热至大于1000摄氏度，优选大于1300摄氏度的温度。

用于沉积SiC层的装置具有反应器壳体、布置在反应器壳体中的基座、气体入口和气体出口。基座通过加热设备尤其从基座的底侧面加热至大于1000摄氏度的温度，尤其大于1500摄氏度的温度。由两种过程气体和载气构成的气体混合物通过气体入口输送到基座和过程室顶盖之间的过程室中。载气可以是惰性气体、氢气或氮气。过程气体包含硅和碳。含碳的过程气体可以是碳氢化合物或者说烃。含硅的过程气体可以是硅氢化合物。

此外，为了清洁这种过程室可以将清洁气体，例如HCl输送到过程室中。

衬底并排布置在由例如涂覆的石墨构成的基座的指向过程室的表面上，尤其并排布置在围绕基座的中心延伸的圆周线上。此外，盖板也位于基座表面上，盖板也可以被涂层。设置有内盖板，所述内盖板通过径向指向外部的边缘贴靠在衬底的指向中心的边缘上。设置有多个设计相同的盖板，所述盖板沿周向并排并且在分界缝上相互邻接。

背景技术

在从现有技术已知的装置中，分界缝沿径向延伸。延伸穿过分界缝的、假想的延长线延伸穿过基座的中心并且穿过衬底的中心。

在沉积较厚的层时，盖板中出现张力过大。这种张力过大导致盖板的边缘抬起。在原料的流动方向是径向时和尤其在基座围绕中心旋转时，这些干扰会导致衬底上的层不均匀沉积。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供能用于改善横向的层厚度均匀性的措施。

上述技术问题通过权利要求中给出的本发明解决。

首先并且本质上建议，分界缝以一定角度相对于沿径向穿过所述中心划出的径向线角度错移地延伸。令人意想不到的是，分界缝延伸方向的这种改变表示出比现有技术情况中更好的层厚度均匀性。尤其是在过程气体通过布置在过程室中心的进气机构输送到过程室中并沿径向在内盖板和包围内盖板的衬底上沿径向流出方向流动时的情况中有更好的层厚度均匀性。在此，基座可以围绕中心转动地驱动。还可以规定，布置在围绕中心的圆弧线上的衬底分别转动地驱动。为此，衬底位于衬底支架上，衬底支架具有圆盘形状并可绕其中心转动地驱动。这通过气体喷射驱动进行。气体通道在基座中延伸并且通入到基座的顶侧面。衬底支架位于这些通道的通入区域中，所述衬底支架通过由通入部形成的喷嘴的适当定向、布置在气垫上转动地驱动。在本发明的改进设计中规定，穿过分界缝划出的线延伸穿过内盖板的邻接在衬底上的边缘。盖板的该边缘优选在圆弧线上延伸。穿过分界缝划出的线不延伸经过衬底的中心也不经过基座的中心。在本发明的改进设计中建议，分界缝的延长线和径向线之间的交点沿径向位于基座的中心之外。该交点优选位于衬底和基座的中心点之间。尤其圆形的中心盖板可以布置在基座的中心的区域中。交点位于该盖板的区域中。按照本发明的内盖板具有内边缘，所述内边缘在圆弧线上延伸并且邻接在中心盖板的径向的外边缘上。所有盖板优选是相同设计的。内盖板可以具有多个在圆弧线上延伸的外边缘，所述外边缘分别贴靠在衬底上。周向边缘可以在盖板的两个外边缘之间延伸。所述周向边缘沿围绕中心的周向延伸并邻接在外盖板上。外盖板可以具有通道，所述通道沿径向向外开口并且相互平行地延伸。所述通道基本上相对于衬底相切地延伸并可用于给基座装载衬底或卸载衬底。抓持臂可以具有平行的抓持指部，抓持指部可以咬合到通道中，以便从下方抓持衬底的边缘。所述装置尤其适用于沉积SiC、GaN、GaAs、AsP或其他半导体材料体系。尤其是在制造功率半导体结构元件时使用的材料体系。

附图说明

下面根据附图进一步阐述本发明的实施例。附图中：图1示出按照本发明的基座组件的俯视图，图2示出按照直线II—II剖切按照本发明的装置的剖面图，图3示出按照本发明的盖板的俯视图。

具体实施方式

图2以半剖面基本上示意性示出具有反应器壳体4的CVD反应器。在反应器壳体4内有基座1，基座1是具有圆盘形状的石墨体。基座1的表面可以适当地涂层。

在基座1的下方有加热设备6，利用加热设备6可将基座1加热至通常1600摄氏度的温度。

由石墨构成的圆形的内部的中心盖板16位于基座1的指向过程室2的顶侧面上。中心盖板16的中心位于基座1的中心M中。

中心盖板16的圆形的边缘邻接在总共四个沿周向围绕中心盖板16布置的内盖板10上。在未示出的实施例中也可以配设更多或者更少的盖板16。

所有相同设计的内盖板10具有在圆弧线上延伸的内边缘21，内边缘21邻接在中心盖板16上。盖板10还具有两个侧向的分别笔直延伸的边缘22、23。两个分别在圆弧线上延伸的外边缘24与内边缘21相对。外边缘24构成倒棱26。周向边缘25、25’分别在两个外边缘24之间延伸。

沿周向围绕中心M相邻布置的盖板10的侧向的边缘22、23在构成分界缝11的情况下相互邻接。相互不同的盖板10的边缘22、23接触式相互贴靠。构成笔直延伸的分界缝11。

图1示出，穿过笔直延伸的分界缝11划出的延长线11’相对于径向线12具有角度α，其中，径向线12一方面延伸穿过基座1的中心M，另一方面延伸穿过衬底8的中心13。在现有技术中，相互邻接的盖板的分界缝延伸穿过这种径向线12，而按照本发明的分界缝11以角度α相对于径向线12角度错移。分界缝11或者说分界缝11的延长线11’与在圆弧线上延伸的外边缘24相交，使得延长线11’仍延伸穿过衬底8的边缘部段。

由图1也可以看出，分界缝11的延长线11’在交点14处与径向线12相交，交点14径向地位于中心M外部。交点14相对于中心M的径向距离可以约为边缘8’离中心M的距离的20至35％。该距离也可以是衬底8的中心13离中心M的径向距离的10至40％之间。

内盖板10可以由石墨或者经涂层的石墨构成。内盖板具有在0.5mm至3mm之间范围的材料厚度。

外盖板15位于盖板10的径向外部，外盖板利用径向向内指向的边缘邻接在盖板10的周向边缘25、25’上。

周向边缘25、25’在延伸穿过衬底8的中心点13的周界线上延伸。

外盖板15具有径向向外开口的通道19，通道19是向上开口的凹槽。通道19与衬底8的边缘相切。抓持器的叉尖可以伸入通道19中，以便从侧向从下方抓持包围衬底8并且布置在衬底支架9上的支承环18，以便给装置装载衬底或者卸载衬底。

在按照本发明的装置中，平坦的、圆形的衬底8被用SiC涂层，衬底8的边缘8’贴靠在盖板10的外边缘24上。为此，过程气体被输送到过程室中。这通过在过程室2的中心M的气体入口3进行，使得气体沿径向从内部沿径向向外的方向流过过程室2。在此，基座1可以被驱动旋转。衬底支架9也可以绕其在图中的轴线旋转地驱动。

过程气体与惰性气体例如氩气、H

在通常1600摄氏度的过程温度下，SiC以10至20μm的增长率沉积。在沉积过程中，过程气体在盖板10和衬底8的热的表面上热解式分解。盖板10和衬底8上均沉积有层。这在例如由石墨构成的盖板10中导致应力，所述应力导致盖板的边缘22、23抬起。通过根据本发明使分界缝11相对于径向线12以角度α的偏移，抬起的边缘22、23对经过过程室2的横向流的影响被这样控制，使得沉积在衬底8上的层的层厚度具有比现有技术中更均匀的层厚度分布。

角度α优选在10至40度之间的范围中，特别优选在20至30度之间的范围中。在实施例中，该角度为25度。

图3示出具有两个相互成直角延伸的侧向的边缘22、23的盖板10。两个边缘22、23沿平行于在此由点划线所示的径向线的线延伸。邻接在分界缝11上的边缘22与延伸穿过外部的周向边缘25和基座1的中心的线平行地延伸。外边缘25基本上居中位于两个相邻衬底13的中心之间。两个相邻的衬底8的中心之间的连接线具有中点。与边缘22平行地延伸的径向线延伸穿过该中点。

上述实施方式用于阐述由本申请总体上包括的发明，该发明至少通过下述特征组合也分别单独地改进现有技术，其中，这些特征组合的两个、多个或者全部也可以组合，即：

一种装置，其特征在于，分界缝11以角度α相对于沿径向穿过所述基座1的中心M和所述衬底8的中心13划出的径向线12角度错移地延伸；

一种用于装置的基座组件，其特征在于，分界缝11以角度α相对于沿径向穿过所述基座1的中心M和所述衬底8的中心13划出的径向线12角度错移地延伸；

一种用于装置的盖板，其特征在于，分界缝11以角度α相对于沿径向穿过所述基座1的中心M和所述衬底8的中心13划出的径向线12角度错移地延伸；

装置、基座组件或者盖板在用于沉积SiC的CVD反应器中的应用，其中，通过气体入口7将含有硅和碳的气态的原材料供应到CVD反应器的过程室2中并且利用加热设备6将衬底8加热至大于1000摄氏度，优选大于1300摄氏度的温度；

一种装置，其特征在于，穿过分界缝11划出的线11’延伸穿过盖板10的邻接在衬底8上的边缘20；

一种装置，其特征在于，分界缝11的延长线11’和径向线12之间的交点14沿径向位于所述中心M之外；

一种装置，其特征在于，盖板10沿径向在内侧包围至少两个衬底8；

一种装置，其特征在于，在分界缝11的延长线11’和径向线12之间的角度在10度至40度之间的范围中，优选在20度至30度之间的范围中。

一种装置，其特征在于，沿径向在内盖板10的外部配设有外盖板15和/或中心盖板16，和/或外盖板15相对于外盖板10的径向外部边缘以开口的通道19构造，和/或分别在沿圆弧线延伸的边缘24之间延伸有沿周向延伸的周向边缘25，周向边缘25邻接在外盖板15上，和/或沿圆弧线延伸的内边缘20邻接在中心盖板16上。

所有公开的特征(本身，或者相互组合地)都是发明本质。因此本申请的公开内容也包含附属的/所附的优先权文件(在先申请副本)的全部公开内容，目的也是将这些文件的特征也纳入本申请的权利要求中。从属权利要求甚至在没有被引用的权利要求的特征的情况下也利用其特征表征了对现有技术的独立的创造性的改进设计方案，尤其用于基于这些权利要求进行分案申请。在所有权利要求中给出的发明可以额外地具有一个或者多个在上述说明、尤其带附图标记的和/或在附图标记列表中给出的特征。本发明也涉及单个在上述说明中所述特征不被实现的设计方式，尤其只要它们对于相应使用目的明显不必要或者能通过其他技术上作用相同的器件替代。

附图标记列表

1 基座

2 过程室

3 气体入口

4 反应器壳体

5 过程室顶盖

6 加热设备

7 气体出口

8 衬底

8’ 边缘

9 衬底支架

10 盖板(内)

11 分界缝

11’ 延长线

12 径向线

13 中心点

14 交点

15 外盖板

16 中心盖板

17 分界缝

18 运输环

19 通道

20 边缘

21 内边缘

22 侧向边缘

23 侧向边缘

24 外边缘

25 边缘(周向边缘)

26 倒棱

α 角度