一種衛星盤自轉的SiC外延生長主盤結構的制作方法

本實用新型涉及制造碳化硅外延晶片用高溫設備技術領域，特指一種衛星盤自轉的SiC外延生長主盤結構。

背景技術：
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大面積、高質量SiC(碳化硅)外延生長是新一代寬禁帶SiC功率半導體制造的一項關鍵技術，是SiC功率半導體進行產業化制造的最小尺寸，它代表了目前SiC外延技術的主流與發展方向。

國際上的三家主要SiC外延設備供應商分別是德國Aixtron公司、意大利LPE公司和日本TEL公司，在其提供的商用SiC外延設備中，外延生長室分別采用了不銹鋼6英寸多片(6片和8片)“溫壁”結構、水平式石英管6英寸單片“熱壁”結構、和水平式石英管6英寸三片“熱壁”結構。我們知道SiC半導體主要用于制造高壓功率器件，因而需要較厚的SiC外延層厚度，生長室具有“熱壁”結構的SiC外延設備是6英寸高質量SiC外延晶片材料生長的主要設備。

雖然單片6英寸SiC外延生長系統可以獲得較高質量的SiC厚外延層材料，如較低的表面缺陷密度，10kV與20kV級SiC功率器件用100微米與200微米厚漂移層材料、較低的表面粗糙度、較高的載流子壽命等，但其產能比較有限。為了滿足高壓、超高壓SiC功率器件的批量制造能力，需要增加更多的單片SiC外延設備機臺數量，從而造成固定資產投入的大幅度增加。顯然，具有“熱壁”生長室結構的商用3片6英寸SiC外延生長設備，在提高產能方面體現出極大的優越性。

然而，日本TEL公司提供的3片6英寸SiC外延生長設備存在一個最大的弱點，即3片6英寸SiC晶片沒有自旋轉功能，只有主盤能夠旋轉。但是，由于高壓、超高壓SiC功率器件在工業、新能源、軌道交通、電網等領域具有廣泛的應用前景，而這些應用對于器件的一致性常常有非常高的要求，這就使得用于器件制造的SiC外延材料具有非常高的均勻性，不但要求片內具有較高的均勻性(厚度與摻雜濃度)，而且也要求片間具有較高的均勻性。

因此，需要增加SiC外延生長用主盤內衛星盤的自旋轉功能，以便進一步有效提高SiC外延晶片材料的均勻性。

有鑒于此，本發明人提出以下技術方案。

技術實現要素：
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本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種衛星盤自轉的SiC外延生長主盤結構。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用了下述技術方案：該衛星盤自轉的SiC外延生長主盤結構包括：主轉動盤，該主轉動盤上開設有若干托盤槽；若干用于承載SiC晶片的衛星盤，其以可轉動的方式安裝于該主轉動盤的托盤槽中；支撐桿，其上端與主轉動盤固定；所述主轉動盤中設置有若干分別位于托盤槽下方的隧道，且該主轉動盤底部設置有貫穿隧道的垂直孔道，所述支撐桿中設置的貫穿的腔道與垂直孔道對接，所述托盤槽底部向下開設有至少兩個傾斜狀態并與隧道連通的傾斜孔；該腔道與垂直孔道、隧道及傾斜孔形成連通托盤槽的氣通道，該氣通道流入氣體后，氣體通過傾斜孔后驅動衛星盤自轉。

進一步而言，上述技術方案中，所述衛星盤下端面中心位置成型有支軸，所述托盤槽底部中心位置設置有軸孔，該支軸嵌入軸孔中。

進一步而言，上述技術方案中，所述托盤槽的數量為三個，其沿夾角為120°的三個徑向方向且距主轉動盤中心等距的位置設置。

進一步而言，上述技術方案中，所述隧道的數量為三個，其沿夾角為120°的三個徑向方向設置，并與所述托盤槽底面平行，該隧道深度小于主轉動盤半徑；所述垂直孔道設置于主轉動盤中心位置，并與三個隧道均連通。

進一步而言，上述技術方案中，所述主轉動盤底部中心位置成型有一凸座，該凸座設置有與垂直孔道連通的螺紋孔；所述支撐桿上端外圍設置有螺紋，以此螺旋固定于該凸座的螺紋孔中。

進一步而言，上述技術方案中，所述傾斜孔數量為兩個，其沿主轉動盤的直徑方向設置。

進一步而言，上述技術方案中，所述的衛星盤是一薄圓形盤，在其表面開設有用于放置SiC晶片的圓形槽，該圓形槽的深度大于SiC晶片的厚度。

進一步而言，上述技術方案中，所述腔道的直徑大小與所述垂直孔道的直徑大小相同。

采用上述技術方案后，本實用新型與現有技術相比較具有如下有益效果：本實用新型使用時，將SiC晶片置于衛星盤上的圓形槽內，再將該三個衛星盤分別放置在主轉動盤表面上的三個托盤槽內，主轉動盤的轉動來自于與支撐桿相連接的位于真空腔室外的步進電機的轉動。于此同時，對支撐桿的腔道通入氣體，隨后該氣體依次主轉動盤的垂直孔道、隧道及傾斜孔，并通過傾斜孔流入托盤槽，以此可使衛星盤相對托盤槽懸浮，且氣體通過傾斜孔后形成傾斜的氣流可驅動該衛星盤自行轉動，以實現衛星盤自轉之功效，以此有利于提高6英寸的SiC晶片外延生長包括厚度與摻雜濃度在內的片內均勻性和片間均勻性，即可使SiC外延材料具有非常高的均勻性，可滿足不同的使用要求，以此可使本實用新型具有極強的市場競爭力。

附圖說明：

圖1是本實用新型的主視圖；

圖2是圖1沿A-A向的剖視圖；

圖3是圖2的分解圖；

圖4是本實用新型中衛星盤與SiC晶片的裝配圖；

圖5是本實用新型中主轉動盤的主視圖。

附圖標記說明：

1主轉動盤 11托盤槽 111軸孔

12隧道 13垂直孔道 14傾斜孔

15凸座 151螺紋孔 2衛星盤

21支軸 3支撐桿 31腔道

4SiC晶片

具體實施方式：

下面結合具體實施例和附圖對本實用新型進一步說明。

見圖1-5所示，為一種衛星盤自轉的SiC外延生長主盤結構，其包括：主轉動盤1、若干安裝于主轉動盤1中并用于承載SiC晶片4的衛星盤2以及固定于主轉動盤1下端的支撐桿3，該衛星盤2可自轉。

所述主轉動盤1為圓形盤，該主轉動盤1上開設有若干托盤槽11；具體而言，所述托盤槽11的數量為三個，其沿夾角為120°的三個徑向方向且距主轉動盤1中心等距的位置設置。

所述衛星盤2用于承載SiC晶片4，其以可轉動的方式安裝于該主轉動盤1的托盤槽11中。具體而言，所述主轉動盤1中設置有若干分別位于托盤槽11下方的隧道12，且該主轉動盤1底部設置有貫穿隧道12的垂直孔道13，所述托盤槽11底部向下開設有至少兩個傾斜狀態并與隧道12連通的傾斜孔14。與之對應的，所述支撐桿3中設置的貫穿的腔道31與垂直孔道13對接，所述腔道31的直徑大小與所述垂直孔道13的直徑大小相同，該腔道31與垂直孔道13、隧道12及傾斜孔14形成連通托盤槽11的氣通道，該氣通道流入氣體后，氣體通過傾斜孔14后驅動衛星盤2自轉，也就是說，氣通道通氣后以氣懸浮機理使衛星盤2相對托盤槽11懸浮，且氣體通過傾斜孔14后形成傾斜的氣流，該傾斜的氣流可驅動該衛星盤2自行轉動，以實現衛星盤2自轉之功效。

所述隧道12的數量為三個，其沿夾角為120°的三個徑向方向設置，并與所述托盤槽11底面平行，該隧道12深度小于主轉動盤1半徑；所述垂直孔道13設置于主轉動盤1中心位置，并與三個隧道均連通。

于本實施例中，所述傾斜孔14數量為兩個，其沿主轉動盤1的直徑方向設置。

所述衛星盤2下端面中心位置成型有支軸21，所述托盤槽11底部中心位置設置有軸孔111，該支軸21嵌入軸孔111中，以致該支軸21形成一個支點以支撐衛星盤2相對主轉動盤1轉動。

所述的衛星盤2是一薄圓形盤，在其表面開設有用于放置SiC晶片4的圓形槽22，該圓形槽22的深度大于SiC晶片4的厚度。

所述支撐桿3上端與主轉動盤1固定；具體而言，所述主轉動盤1底部中心位置成型有一凸座15，該凸座15設置有與垂直孔道13連通的螺紋孔151；所述支撐桿3上端外圍設置有螺紋，以此螺旋固定于該凸座15的螺紋孔151中。

所述主轉動盤1的轉動來自于與支撐桿3相連接的位于真空腔室外的步進電機的轉動，也就是說，主轉動盤1通過步進電機驅動支撐桿3轉動而轉動。

所述SiC晶片4為6英寸SiC晶片。

本實用新型使用時，將SiC晶片4置于衛星盤2上的圓形槽22內，再將該三個衛星盤2分別放置在主轉動盤1表面上的三個托盤槽11內，主轉動盤1的轉動來自于與支撐桿3相連接的位于真空腔室外的步進電機的轉動。于此同時，對支撐桿的腔道通入氣體，隨后該氣體依次主轉動盤1的垂直孔道13、隧道12及傾斜孔14，并通過傾斜孔14流入托盤槽11，以此可使衛星盤2相對托盤槽11懸浮，且氣體通過傾斜孔14后形成傾斜的氣流可驅動該衛星盤2自行轉動，以實現衛星盤2自轉之功效，以此有利于提高6英寸的SiC晶片外延生長包括厚度與摻雜濃度在內的片內均勻性和片間均勻性，即可使SiC外延材料具有非常高的均勻性，可滿足不同的使用要求，以此可使本實用新型具有極強的市場競爭力。

當然，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并非來限制本實用新型實施范圍，凡依本實用新型申請專利范圍所述構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括于本實用新型申請專利范圍內。