陶瓷加热盘、制备方法和模具及化学气相沉积设备与流程

1.本技术涉及半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种陶瓷加热盘及其制备方法和模具。


背景技术：

2.化学气相沉积(chemical vapor deposition，cvd)设备是半导体芯片制作的关键设备，cvd设备的核心问题是如何保证材料生长的均匀性和重复性，芯片加热盘作为cvd设备中一个部件，其内含的电极和加热结构的制备方法会影响加热盘温度的均匀性，进而影响芯片生长过程中的均匀性和重复性。
3.现有的芯片加热盘基本上为陶瓷加热盘，从材料上来说，主要为氮化铝陶瓷加热盘和氧化铝陶瓷加热盘；从结构上来说，其包括加热盘体和陶瓷管，所述加热盘体和陶瓷管通过导热陶瓷浆料粘结烧结固定，所述加热盘体内设置有射频电极和加热部件，且二者皆连接有外部电极，如接地电极、正负电极等结构。如中国专利文献cn110230043a公开了一种如上述结构的陶瓷加热盘，在上述加热盘的生产过程中，所述加热盘体的烧结温度为1500-1900℃，而加热盘体与陶瓷管粘结烧结温度在1000-1700℃，由此可以看出，为了生产陶瓷加热盘，需要两次的高温加热过程，由于射频电极材料、加热部件材料均为高温金属材料，常用为钨和钼，在反复加热过程中，会因为金属的二次扩散到陶瓷中形成部分含金属的化合物(主要为碳化物或者氮化物等)，这将使电阻值变大，而使电阻较难精准的控制住，使得电阻值与实际设计电阻发生偏差，从而导致加热盘体产生的热量无法按照既定的设计产生而使加热盘的热均匀性变差，造成芯片生长过程中均匀性下降另外射频电极向附近陶瓷扩散易会引起表面陶瓷电阻的降低，在射频电极通上高压电后增加表面陶瓷击穿的可能，且二次加热会造成陶瓷晶粒的二次长大，使得陶瓷的物理和机械性能变差，影响加热盘的使用寿命。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本技术提出一种陶瓷加热盘及其制备方法和模具。
5.本技术提供一种陶瓷加热盘，包括：加热盘体，预压的多层加热盘体层经热压后形成所述加热盘体；射频电极，设置于所述第二盘体层内；加热部件，设置于所述第三盘体层内；陶瓷管，连接所述加热盘体；引出电极，数量为多个，穿过所述陶瓷管分别连接所述射频电极和加热部件；所述陶瓷加热盘由陶瓷原料粉、所述射频电极及所述加热部件分多次预压成型后和烧制好的陶瓷管一次热压成型。
6.本技术的一个实施例提供一种陶瓷加热盘，包括：加热盘体，预压的第一盘体层、第二盘体层和第三盘体层经热压后形成所述加热盘体；射频电极，设置于所述第二盘体层内；加热部件，设置于所述第三盘体层内；陶瓷管，连接所述加热盘体；引出电极，数量为多个，穿过所述陶瓷管分别连接所述射频电极和加热部件。
7.根据本技术的一些实施例，所述加热部件包括上加热部件和下加热部件。
8.根据本技术的一些实施例，所述加热盘体上设置多个连接孔分别漏出所述射频电极以及所述加热部件的两极，多个所述引出电极的一端分别伸入所述连接孔与所述射频电极以及所述加热部件的两极连接。
9.根据本技术的一些实施例，所述射频电极连接有电极接头；所述加热部件的两极连接有正接头和负接头；所述连接孔漏出所述电极接头、所述正接头和所述负接头，分别与所述引出电极连接。
10.根据本技术的一些实施例，所述连接孔包括光孔和螺纹孔，所述引出电极包括光孔段和螺纹段；所述螺纹段与所述螺纹孔连接，所述光孔段的外侧与所述光孔内壁之间形成第一间隙，所述第一间隙的宽度为0.1mm-3mm；所述光孔段的端部与所述电极接头、所述正接头和所述负接头分别通过第一焊接层连接。
11.根据本技术的一些实施例，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述光孔段和螺纹段设置于所述电极管段；所述电极管段形成有内孔，所述内孔的开口端为远离所述光孔段的端部，所述内孔至少延伸到所述螺纹段，所述电极杆段伸入所述内孔与所述内孔底端焊接形成第二焊接层，所述电极杆段的外侧与所述内孔的内壁之间形成第二间隙，所述第二间隙的宽度为0.1mm-3mm。
12.根据本技术的一些实施例，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述光孔段和螺纹段设置于所述电极管段；所述电极管段形成有内孔，所述内孔的开口端为远离所述光孔段的端部，所述内孔至少延伸到所述螺纹段，所述电极管段的远离所述光孔段的端部与所述电极杆段焊接形成第三焊接层。
13.根据本技术的一些实施例，所述电极杆段的端部设置有连接条，所述连接条伸入所述内孔。
14.本技术的一个实施例提供一种陶瓷加热盘的制备方法，包括步骤：常温预压陶瓷原料粉形成加热盘体的第一盘体层；在所述第一盘体层上放置射频电极，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第二盘体层；放置加热部件，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层；在所述第三盘体层上放置陶瓷管，然后进行热压；将多个引出电极穿过所述陶瓷管分别连接所述射频电极和所述加热部件。
15.根据本技术的一些实施例，所述放置加热部件，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层包括：将上层加热部件放置在所述第二盘体层上，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层的第一层；将下层加热部件放置在所述第三盘体层的第一层上，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层的第二层。
16.根据本技术的一些实施例，将多个引出电极穿过所述陶瓷管分别连接所述射频电极和所述加热部件包括：在加热盘体上形成多个连接孔分别漏出所述射频电极以及所述加热部件的两极，然后将多个引出电极的一端分别伸入所述连接孔与所述射频电极以及所述加热部件的两极连接。
17.根据本技术的一些实施例，所述射频电极连接有电极接头；所述加热部件的连接两极连接有正接头和负接头；所述连接孔漏出所述电极接头、所述正接头和所述负接头，分别与所述引出电极连接。
18.根据本技术的一些实施例，所述连接孔包括光孔和螺纹孔，所述引出电极形成有光孔段和螺纹段；将所述螺纹段拧入所述螺纹孔，所述光孔段的外侧与所述光孔内壁之间
形成第一间隙，所述光孔段的端部与所述电极接头、所述正接头和所述负接头分别焊接形成第一焊接层。
19.根据本技术的一些实施例，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述光孔段和螺纹段形成于所述电极管段，所述电极管段形成有内孔，所述内孔的开口端为远离所述光孔段的端部，所述内孔至少延伸到所述螺纹段；所述电极杆段伸入所述内孔与所述内孔底端焊接形成第二焊接层，所述电极杆段的外侧与所述内孔的内壁之间形成第二间隙。
20.根据本技术的一些实施例，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述光孔段和螺纹段设置于所述电极管段；所述电极管段形成有内孔，所述内孔的开口端为远离所述光孔段的端部，所述内孔至少延伸到所述螺纹段，所述电极管段的远离所述光孔段的端部与所述电极杆段焊接形成第三焊接层。
21.根据本技术的一些实施例，形成所述第一盘体层的预压压力为0.1-30mpa，保压时间为5-30min；形成所述第二盘体层的预压压力为0.1-30mpa，保压时间为5-30min；形成所述第三盘体层的预压压力为0.1-30mpa，保压时间为5-30min；所述热压的温度为1580-1900℃，时间为5-48h，压力为0.1-30mpa。
22.根据本技术的一些实施例，所述陶瓷原料粉为氧化铝陶瓷原料，或者氮化铝陶瓷原料。
23.本技术的一个实施例提供一种陶瓷加热盘的制备模具，包括：石墨底座；石墨外模，设置于所述石墨底座上；石墨衬套，设置于所述石墨底座上，位于所述石墨外模内，所述石墨衬套的内径与加热盘体的外径相配合；石墨外环，设置于所述石墨衬套内，所述石墨外环的外径尺寸与所述石墨衬套的内径尺寸相配合；石墨内环，设置于所述石墨外环内，所述石墨内环的外径尺寸与所述石墨外环的内径尺寸相配合，所述石墨内环的尺寸与陶瓷管的外径尺寸相配合；石墨柱，所述石墨柱与所述陶瓷管上的孔相配合；石墨压头，用于向所述陶瓷管传递压力，位于所述石墨外环的上方；所述石墨外环、石墨内环和陶瓷管高度均低于所述石墨柱的高度。
24.根据本技术的一些实施例，所述石墨外环包括上石墨外环和下石墨外环；所述石墨内环包括上石墨内环和下石墨内环。
25.根据本技术的一些实施例，陶瓷加热盘的制备模具还包括上石墨垫片和下石墨垫片，所述上石墨垫片设置在所述石墨压头下方，所述下石墨垫片设置在所述石墨衬套内，位于所述石墨底座上。
26.本技术的实施例提供一种化学气相沉积设备，包括如上所述的陶瓷加热盘。
27.本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
28.(1)本技术的陶瓷加热盘的加工方法，常温下将陶瓷原料粉进行预压，并将射频电极及加热部件预成型，然后与烧制好的陶瓷管进行热压一次成型陶瓷加热盘，经过一次高温1580-1900℃的烧制，避免现有技术中的两次高温烧制，如加热盘体在1580-1900℃烧制，陶瓷管与加热盘体之间在1000-1700℃烧制；由于射频电极材料、加热部件材料均为高温金属材料，常用为钨和钼，在反复加热过程中，会因为金属的二次扩散到陶瓷中形成部分含金属的化合物(主要为碳化物或者氮化物等)，这将使电阻值变大，而使电阻较难精准的控制住，使得电阻值与实际设计电阻发生偏差，从而导致加热盘体产生的热量无法按照既定的设计产生而使加热盘的热均匀性变差，从而造成芯片生长过程中均匀性下降。另外射频电
极向附近陶瓷扩散易会引起表面陶瓷电阻的降低，而且射频电极通上高压电后增加表面陶瓷击穿的可能，由此可以看出，一次的高温烧制避免重复多次的高温过程容易引起加热盘体内部电阻的变化，进而提高了陶瓷加热盘的热均匀性和使用寿命。
29.(2)本技术的陶瓷加热盘的加工方法，所述第三盘体层形成多层，由此可以设置多层加热部件，形成多种加热盘体。
30.(3)本技术的陶瓷加热盘的加工方法，通过将连接孔设置为光孔和螺纹孔，所述引出电极形成有光孔段和螺纹段，且两者配合，使得光孔与光孔段之间形成间距，在焊接时，使得引出电极的膨胀有了缓冲空间，减少引出电极焊接因膨胀系数不同造成陶瓷盘内裂纹和破碎的现象。
31.(4)本技术的陶瓷加热盘的加工方法，进一步，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述电极管段形成有内孔，所述内孔至少延伸到所述螺纹段一部分，所述电极杆段伸入所述内孔与所述内孔底端焊接，同时，所述电极杆段的外侧与所述内孔的内壁之间形成间距，焊接时，螺纹段的膨胀有了缓冲空间，减少了引出电极焊接因膨胀系数不同造成陶瓷盘内螺纹孔处裂纹和破碎的现象。
32.(5)本技术的陶瓷加热盘的加工方法，进一步，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述电极管段形成有内孔，所述内孔至少延伸到所述螺纹段一部分，所述电极杆段与所述电极管段直接焊接，使得内孔成为螺纹段在焊接阶段的膨胀空间，减少了引出电极焊接因膨胀系数不同造成陶瓷盘内螺纹孔处裂纹和破碎的现象。
33.(6)本技术的陶瓷加热盘的加工方法，通过光孔处和螺纹孔处焊接阶段膨胀空间的设置，基本避免了因引出电极焊接接头时，因膨胀系数不同造成陶瓷盘内连接孔处裂纹和破碎的现象。
34.(7)本技术的陶瓷加热盘的加工方法，通过使用模具对陶瓷原料和陶瓷管进行热压，简单实用，操作方便，通过设置模具不同膨胀系数，可以实现容易脱模。
35.(8)本技术的陶瓷加热盘，通过上述一次热压成型，避免重复多次的高温过程引起射频电极和加热片的二次扩散形成金属化合物(如碳化物或者氮化物)而使电阻发生改变，从而使加产生热盘内部电阻值与设定的电阻值一致且具有可重复性，从而使加热盘体产生的热量更加均匀，从而提高芯片生长过程中均匀性和重复性；通过上述电极引出方法，通过增加膨胀空间，可以减少因电极焊接过程因膨胀系数不同造成陶瓷盘内连接孔处裂纹和破碎的现象，使陶瓷加热盘结构稳定，提高了加热性能。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本技术要求保护的范围。
37.图1是本技术的陶瓷加热盘的结构示意图；
38.图2是本技术的陶瓷加热盘的制备方法流程图；
39.图3是本技术的引出电极的连接的一种结构示意图；
40.图4是本技术的引出电极的连接的另一种结构示意图；
41.图5是本技术的陶瓷加热盘的制备模具的结构示意图。
42.其中，
43.100-陶瓷加热盘；1-加热盘体；2-陶瓷管；3-射频电极；4-加热部件；5-连接孔；6-引出电极；7-接头；31-电极接头；41-正接头；42-负接头；51-光孔；52-螺纹孔；61-电极管段；62-电极杆段；611-光孔段；612-螺纹段；621-内孔；622-连接条；17-第一间隙；18-第二间隙；19-第一焊接层；20-第二焊接层；21-第三焊接层；
44.200-制备模具；210-石墨底座；220-石墨外模；230-石墨衬套；240-石墨外环；250-石墨内环；260-石墨柱；270-石墨压头；281-上石墨垫片；282-下石墨垫片；241-上石墨外环；242-下石墨外环；251-上石墨内环；252-下石墨内环；290-定位孔。
具体实施方式
45.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
47.实施例1
48.如图1所示，本实施例提供一种陶瓷加热盘100。陶瓷加热盘100适用于半导体的化学气相沉积设备。陶瓷加热盘100包括加热盘体1、陶瓷管2、射频电极3、加热部件4和引出电极6。
49.加热盘体1由预压的第一盘体层、预压的第二盘体层和预压的第三盘体层经热压后形成。射频电极3设置于第二盘体层内。加热部件设置于第三盘体层内。陶瓷管2设置于第三盘体层的表面，陶瓷管2和加热盘体1经过热压连接在一起。多个引出电极6穿过陶瓷管2分别连接射频电极3和加热部件4。
50.如图2所示，本实施例的陶瓷加热盘100的制备方法包括以下步骤：
51.s101、常温预压陶瓷原料粉形成加热盘体的第一盘体层。
52.在该步骤中预压的压力0.1-30mpa，如预压的压力可以为0.1mpa、1mpa、10mpa、15mpa、20mpa、30mpa，保压时间为5-30min，如保压时间为5min、10min、15min、20min、25min、30min。优选，预压的压力2-20mpa，保压时间为10-20min，具体的，预压的压力15mpa，保压时间为20min。
53.s102、在第一盘体层上放置射频电极3，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第二盘体层。
54.在本实施例中，先将按照射频电极形状设计的定位冶具放到第一盘体层上，再在定位冶具的镂空部位放入射频电极，取出定位冶具，然后填充一层陶瓷原料粉，接着进行常温预压。其中，预压的压力为0.1-30mpa，如预压的压力可以为0.1mpa、1mpa、10mpa、15mpa、20mpa、30mpa，保压时间为5-30min，如保压时间为5min、10min、15min、20min、25min、30min。
优选地，预压的压力2-20mpa，保压时间为10-20min，具体的，预压的压力15mpa，保压时间为20min。射频电极3可以选择现有技术中的一款即可。
55.s103、放置加热部件，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层。
56.在本实施例中，先将加热部件定位冶具放到所述第二盘体层上，再在定位冶具镂空部位放好加热部件4，取出定位冶具，然后填充一层陶瓷原料粉，接着进行常温预压。其中，预压的压力为0.1-30mpa，如预压的压力为0.1mpa、1mpa、10mpa、15mpa、20mpa、30mpa，保压时间为5-30min，如保压时间为5min、10min、15min、20min、25min、30min。优选，预压的压力2-20mpa，保压时间为10-20min，具体的，预压的压力15mpa，保压时间为20min。加热部件4的选择并不唯一，其可以选择现有技术中用于陶瓷加热盘的加热部件，如厚度为0.1-0.5mm的钼或钨加热片，又或者是弹簧直径为2-8mm，丝径为0.2-1.0mm的弹簧式加热部件。
57.s104、在第三盘体层上放置陶瓷管2，然后进行热压。
58.在该步骤中，热压的温度为1580-1900℃，如热压的温度为1580℃、1800℃、1900℃，时间为5-48h，如时间为5h、10h、35h、48h，压力为0.1-30mpa，如压力为0.1mpa、10mpa、15mpa、20mpa、30mpa。优选的，热压的温度为1650-1800℃，时间为10-30h，压力为5-20mpa，具体地，热压的温度为1700℃，时间为25h，压力为20mpa。本实施例对陶瓷管的形状不做具体限定，优选圆筒形。陶瓷管的材料为氮化铝或者氧化铝，或者含有上述陶瓷原料的混合物。陶瓷管的制备方法不做具体限定，如干压或者静压成型呈管状，常压气氛烧结即可。
59.s150、将多个引出电极穿过陶瓷管分别连接射频电极和加热部件，形成陶瓷加热盘100。
60.在本实施例中，陶瓷原料粉一般选用氮化铝陶瓷原料或者氧化铝陶瓷原料，优选氮化铝陶瓷原料。氮化铝陶瓷原料一般是指在氮化铝粉中加入氧化钇粉、氧化钙粉、氧化镁粉和氧化锂粉中的一种或者多种的混合物，二者的重量比例为85-95:5-15，具体可根据陶瓷性能进行选择。氧化铝陶瓷原料一般指在氧化铝粉中加入氧化钇粉、氧化钙粉、氧化镁粉和氧化锂粉中的一种或者多种的混合物，二者的重量比例为96-99.9:0.1-4。
61.在本实施例中，预压使用压机，热压使用热压炉，当然，预压和热压还可以使用能够达到步骤条件的其他设备。
62.实施例2
63.本实施例提供一种陶瓷加热盘，本实施例的陶瓷加热盘与实施例1的陶瓷加热盘的区别在于，加热部件4为两层，分别为上加热部件和下加热部件。将加热部件4设置为两层，更有利于陶瓷加热盘的均匀加热。
64.本实施例的陶瓷加热盘的制备方法与实施例1的陶瓷加热盘制备方法的区别在于：步骤s103的第三盘体层经过多层预压。
65.具体为，将上层加热部件放置在第二盘体层上，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层的第一层；将下层加热部件放置在第三盘体层的第一层上，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层的第二层。
66.实施例3
67.本实施例提供一种陶瓷加热盘及其制备方法，是在实施例1或实施例2的基础上的改进，在加热盘体1上设置多个连接孔5，通过多个连接孔5分别漏出射频电极3以及加热部
件4的两极，多个引出电极6的一端分别伸入连接孔5与射频电极3以及加热部件4的两极连接。
68.一种可选的方案中，射频电极3连接有电极接头31，电极接头31与射频电极3的材料一致或相近，优选二者为相同的材料。加热部件4的两极分别连接有正接头41和负接头42，正接头41和负接头42与加热部件4的材料一致或相近，优选三者的材料一致。其中，电极接头31与射频电极3连接的方式有很多，如粘结或者焊接，优选焊接。正接头41和负接头42与加热部件4连接的方式有很多，如粘结或焊接，优选焊接。
69.热压后，在加热盘体1上形成多个连接孔5，连接孔5漏出电极接头31、正接头41和负接头42。电极接头31、正接头41和负接头42分别与引出电极6连接。引出电极6与电极接头31、正接头41和负接头42连接的方式有很多，在本实施例中，连接孔5位螺纹孔，引出电极6的一端形成螺纹段，引出电极6拧入连接孔5，引出电极的端部分别接触或者焊接所述电极接头31、正接头41和负接头42。
70.实施例4
71.本实施例提供一种半导体化学气相沉积设备上用陶瓷加热盘，如图1所示，其包括相互连接的加热盘体1和陶瓷管2，所述加热盘体1内部设置有射频电极3和加热部件4，所述射频电极3通过所述电极接头31连接有引出电极6，所述加热部件4通过所述正接头41和所述负接头42分别连接有引出电极6。当然，所述陶瓷管2的形状不做具体限制，优选圆筒形。
72.实施例5
73.如图3所示，本实施例的陶瓷加热盘及其制备方法，是在实施例3基础上的进一步改进，区别在于：述引出电极6与电极接头31、正接头41和负接头42的连接结构不同。
74.具体的，在本实施例中，电极接头31、正接头41和负接头42均选用接头7，接头7的材料优选钼或钨，接头7的形状不做具体限制，可以是标准形状，也可以是异形状，优选圆柱形。连接孔5包括光孔51和螺纹孔52，光孔51的形状不做具体限制，优选圆柱形孔。引出电极6形成有光孔段611和螺纹段612。螺纹段612拧入螺纹孔52，光孔段611的外侧与光孔51内壁之间形成第一间隙17，第一间隙17的宽度为0.1mm-3mm，优选为1.5mm。优选地，第一间隙17为圆环形。
75.光孔段611的端部与接头7通过焊接形成第一焊接层19，即光孔段611的端部与电极接头31、正接头41和负接头42分别通过第一焊接层焊接连接。该焊接过程的温度为600-1200℃，优选1000℃，使用的焊料为金，金镍合金，可伐合金，银铜镍合金等，其比例可根据具体需要具体选择，其形状可以选择丝状或者片状的，焊接过程为真空焊接，该焊接条件可以保证陶瓷加热盘在300-700℃使用温度下具有较好的通电性能，且不会由于焊接温度过高而使加热电阻二次烧结而导致电阻的变化及由于电阻金属的二次扩散而导致陶瓷耐高压性能降低，使得射频磁控过程中陶瓷被击穿。
76.实施例6
77.本实施例的陶瓷加热盘及其制备方法，是在实施例5基础上的进一步改进，区别在于：引出电极6的结构的变化。
78.具体地，引出电极6包括电极管段61和电极杆段62，光孔段611和螺纹段612形成于电极管段61。螺纹段612拧入螺纹孔52，光孔段611的外侧与光孔51的内壁之间形成第一间隙17，第一间隙17的宽度为0.1mm-3mm，光孔段611的端部与接头7焊接形成第一焊接层19。
电极管段61形成有内孔621，内孔621的开口端为远离光孔段611的端部，内孔621至少延伸到螺纹段612的一部分，优选，内孔621延伸到螺纹段612全长。电极杆段62伸入内孔621与内孔621底端焊接形成第二焊接层20，焊接温度为700℃-1300℃，通过真空钎焊炉进行焊接。
79.同时，电极杆段62的外侧与内孔621的内壁之间形成第二间隙18，第二间隙18的宽度为0.1mm-3mm，优先1.5mm，第二间隙18优选圆环形。
80.实施例7
81.本实施例的陶瓷加热盘及其制备方法，是在实施例5基础上的进一步改进，其区别在于：所述引出电极6的结构的变化。
82.如图4所示，具体地，引出电极6包括电极管段61和电极杆段62，电极管段61形成光孔段611和螺纹段612，螺纹段612拧入螺纹孔52，光孔段611的外侧与光孔51的内壁之间形成第一间隙17，第一间隙17的宽度为0.1mm-3mm，光孔段611的端部与接头7焊接形成第一焊接层19；且电极管段61形成有内孔621，内孔621的开口端为远离光孔段611的端部，内孔621至少延伸到螺纹段612。优选地，内孔621延伸到光孔段611一部分，电极管段61的远离光孔段的端部与电极杆段62的端部焊接形成第三焊接层21，焊接温度为700℃-1300℃，通过真空钎焊炉进行焊接。此时，内孔为焊接时的缓冲空间。
83.可选地，电极杆段62的与电极管段61连接的端部形成有连接条622，连接条622的长度小于内孔621的长度，连接条622插入内孔621，连接条622的外壁结构与内孔621的内壁结构相匹配，用以增加电极管段61和电极杆段62之间结合的强度。电极杆段62的端部与电极管段61的端部焊接形成第三焊接层21，第三焊接层21为环形结构或者螺旋结构。
84.实施例8
85.如图5所示，本实施例提供一种上述陶瓷加热盘的制备模具200。模具200包括：石墨底座210、石墨外模220、石墨衬套230、石墨外环240、石墨外环250、石墨柱260和石墨压头270。
86.石墨底座210的形状不做具体限制，可以是方形，可以是圆形，优选圆形。
87.石墨外模220设置于石墨底座210上。本实施例对石墨外模220的形状不做具体限制，整体可以是圆环形，也可以是中间圆形，外边方形，优选圆环形。石墨外模220通过设置在石墨底座210的插槽与石墨底座210插接。
88.石墨衬套230设置于石墨底座210上，位于石墨外模220内。石墨衬套230放置于石墨底座210上，且与石墨外模220内壁贴合，石墨衬套230的内径与加热盘体1的外径相配合。
89.石墨外环240设置于石墨衬套240内，石墨外环240的外径尺寸与石墨衬套230的内径尺寸相配合。
90.石墨内环250设置于石墨外环240内，石墨内环250的外径尺寸与石墨外环240的内径尺寸相配合，石墨内环250的尺寸与陶瓷管2的外径尺寸相配合。
91.石墨柱260与陶瓷管2上的孔相配合。石墨外环240、石墨内环250和陶瓷管2的高度相同，且均低于石墨柱260的高度0.1-3mm。
92.石墨压头270位于石墨外环240的上方，由于石墨内环250和石墨柱260位于石墨外环240内，所以石墨压头270同时位于石墨外环240、石墨内环250和石墨柱260的上方。热压时，石墨压头270用于向陶瓷管2传递压力。
93.上述模具200通过设置不同膨胀系数的各结构来实现最后的脱模，具体如下：石墨
柱260的热膨胀系数为6-8
×
10-6
/k，石墨内环250的热膨胀系数为4-6
×
10-6
/k，石墨外环240的热膨胀系数为3-5
×
10-6
/k，石墨衬套230的热膨胀系数为2-3
×
10-6
/k，石墨外模220的热膨胀系数接近与0即可。
94.一种可选的方案中，石墨外环240分为两段，分别为上石墨外环241和下石墨外环242，上石墨外环241的高度大于下石墨外环242的高度。石墨内环250分为两段，分别为上石墨内环251和下石墨内环252，上石墨内环251的高度大于下石墨内环252的高度。使用时，上石墨外环241位于下石墨外环242的上方，上石墨内环251位于下石墨内环252的上方。将高度较小的一段放置在容易磨损的位置，当发生磨损时，就可以仅仅替换高度较小的一段，减少资源浪费，降低成本。
95.一种可选的方案中，为了方便定位，石墨底座210还设置有定位孔290。
96.一种可选的方案中，陶瓷加热盘的制备模具200还包括上石墨垫片281和下石墨垫片282。上石墨垫片282设置在石墨压头270下方，位于石墨压头270和陶瓷管2之间。下石墨垫片282设置在石墨衬套220内，位于石墨底座210上。
97.本实施例的陶瓷加热盘的制备模具200的使用流程为：
98.先在石墨底座210上放置下石墨垫片282；
99.接着安装好石墨外模220和石墨衬套230；
100.接着在下石墨垫片282一层一层常温预压陶瓷原料，并在陶瓷原料中放置射频电极和加热部件；
101.接着放置石墨外环240、石墨内环250；
102.接着放好陶瓷管2，并装好石墨柱260；
103.安装石墨垫片281和石墨压头270。
104.组合完成后，将模具通过定位孔290放置在热压炉内热压，热压完成后脱模取出产品。此时，该产品没有连接引出电极，后续可根据具体需要根据不同的方法连接引出电极。
105.实施例9
106.本实施例提供一种半导体的化学气相沉积设备，包括如上所述的陶瓷加热盘。
107.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本技术的思想，基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本技术保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种陶瓷加热盘，其特征在于，包括：加热盘体，预压的多层加热盘体层经热压后形成所述加热盘体；射频电极，设置于第二盘体层内；加热部件，设置于第三盘体层内；陶瓷管，连接所述加热盘体；引出电极，数量为多个，穿过所述陶瓷管分别连接所述射频电极和加热部件；所述陶瓷加热盘由陶瓷原料粉、所述射频电极及所述加热部件分多次预压成型后和烧制好的陶瓷管一次热压成型。2.根据权利要求1所述陶瓷加热盘，其特征在于，所述加热部件包括上加热部件和下加热部件。3.根据权利要求1所述陶瓷加热盘，其特征在于，所述加热盘体上设置多个连接孔分别漏出所述射频电极以及所述加热部件的两极，多个所述引出电极的一端分别伸入所述连接孔与所述射频电极以及所述加热部件的两极连接。4.根据权利要求3所述陶瓷加热盘，其特征在于，所述射频电极连接有电极接头；所述加热部件的两极连接有正接头和负接头；所述连接孔漏出所述电极接头、所述正接头和所述负接头，分别与所述引出电极连接。5.根据权利要求4所述陶瓷加热盘，其特征在于，所述连接孔包括光孔和螺纹孔，所述引出电极包括光孔段和螺纹段；所述螺纹段与所述螺纹孔连接，所述光孔段的外侧与所述光孔的内壁之间形成第一间隙，所述第一间隙的宽度为0.1mm-3mm；所述光孔段的端部与所述电极接头、所述正接头和所述负接头分别通过第一焊接层连接。6.根据权利要求5所述陶瓷加热盘，其特征在于，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述光孔段和螺纹段设置于所述电极管段；所述电极管段形成有内孔，所述内孔的开口端为远离所述光孔段的端部，所述内孔至少延伸到所述螺纹段，所述电极杆段伸入所述内孔与所述内孔底端焊接形成第二焊接层，所述电极杆段的外侧与所述内孔的内壁之间形成第二间隙，所述第二间隙的宽度为0.1mm-3mm。7.根据权利要求5所述陶瓷加热盘，其特征在于，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述光孔段和螺纹段设置于所述电极管段；所述电极管段形成有内孔，所述内孔的开口端为远离所述光孔段的端部，所述内孔至少延伸到所述螺纹段，所述电极管段的远离所述光孔段的端部与所述电极杆段焊接形成第三焊接层。8.根据权利要求7所述陶瓷加热盘，其特征在于，所述电极杆段的端部设置有连接条，所述连接条伸入所述内孔。9.一种根据权利要求1-8任一项所述的陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，常温下将陶瓷原料粉进行预压，并将所述射频电极及所述加热部件预成型，然后与烧制好的所述陶瓷管进行热压一次成型为所述陶瓷加热盘。10.根据权利要求9所述陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，常温预压陶瓷原料粉形成加热盘体的第一盘体层；在所述第一盘体层上放置射频电极，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第二盘体层；放置加热部件，然后填充
陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层；在所述第三盘体层上放置陶瓷管，然后进行热压；将多个引出电极穿过所述陶瓷管分别连接所述射频电极和所述加热部件；所述放置加热部件，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层包括：将上层加热部件放置在所述第二盘体层上，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层的第一层；将下层加热部件放置在所述第三盘体层的第一层上，然后填充陶瓷原料粉，常温预压形成加热盘体的第三盘体层的第二层。11.根据权利要求9所述陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，将多个引出电极穿过所述陶瓷管分别连接所述射频电极和所述加热部件包括：在加热盘体上形成多个连接孔分别漏出所述射频电极以及所述加热部件的两极，然后将多个引出电极的一端分别伸入所述连接孔与所述射频电极以及所述加热部件的两极连接。12.根据权利要求11所述陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，所述射频电极连接有电极接头；所述加热部件的连接两极连接有正接头和负接头；所述连接孔漏出所述电极接头、所述正接头和所述负接头，分别与所述引出电极连接。13.根据权利要求12所述陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，所述连接孔包括光孔和螺纹孔，所述引出电极形成有光孔段和螺纹段；将所述螺纹段拧入所述螺纹孔，所述光孔段的外侧与所述光孔的内壁之间形成第一间隙，所述光孔段的端部与所述电极接头、所述正接头和所述负接头分别焊接形成第一焊接层。14.根据权利要求13所述陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述光孔段和螺纹段形成于所述电极管段，所述电极管段形成有内孔，所述内孔的开口端为远离所述光孔段的端部，所述内孔至少延伸到所述螺纹段；所述电极杆段伸入所述内孔与所述内孔底端焊接形成第二焊接层，所述电极杆段的外侧与所述内孔的内壁之间形成第二间隙。15.根据权利要求13所述陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，所述引出电极包括电极管段和电极杆段，所述光孔段和螺纹段设置于所述电极管段；所述电极管段形成有内孔，所述内孔的开口端为远离所述光孔段的端部，所述内孔至少延伸到所述螺纹段，所管述电极管段的远离所述光孔段的端部与所述电极杆段焊接形成第三焊接层。16.根据权利要求10所述陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，形成所述第一盘体层的预压压力为0.1-30mpa，保压时间为5-30min；形成所述第二盘体层的预压压力为0.1-30mpa，保压时间为5-30min；形成所述第三盘体层的预压压力为0.1-30mpa，保压时间为5-30min；所述热压的温度为1580-1900℃，时间为5-48h，压力为0.1-30mpa。17.根据权利要求9所述陶瓷加热盘的制备方法，其特征在于，所述陶瓷原料粉为氧化铝陶瓷原料，或者氮化铝陶瓷原料。18.一种陶瓷加热盘的制备模具，其特征在于，包括：石墨底座；石墨外模，设置于所述石墨底座上；
石墨衬套，设置于所述石墨底座上，位于所述石墨外模内，所述石墨衬套的内径与加热盘体的外径相配合；石墨外环，设置于所述石墨衬套内，所述石墨外环的外径尺寸与所述石墨衬套的内径尺寸相配合；石墨内环，设置于所述石墨外环内，所述石墨内环的外径尺寸与所述石墨外环的内径尺寸相配合，所述石墨内环的尺寸与陶瓷管的外径尺寸相配合；石墨柱，所述石墨柱与所述陶瓷管上的孔相配合；石墨压头，用于向所述陶瓷管传递压力，位于所述石墨外环的上方；所述石墨外环、石墨内环和陶瓷管的高度均低于所述石墨柱的高度。19.根据权利要求18所述陶瓷加热盘的制备模具，其特征在于，所述石墨外环包括上石墨外环和下石墨外环；所述石墨内环包括上石墨内环和下石墨内环。20.根据权利要求18所述陶瓷加热盘的制备模具，其特征在于，还包括上石墨垫片和下石墨垫片，所述上石墨垫片设置在所述石墨压头下方，所述下石墨垫片设置在所述石墨衬套内，位于所述石墨底座上。21.一种化学气相沉积设备，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的陶瓷加热盘。

技术总结
本申请涉及一种陶瓷加热盘、制备方法和模具及化学气相沉积设备。常温下将陶瓷原料粉进行预压，并将射频电极及加热部件和陶瓷原料粉预成型，然后与烧制好的陶瓷管进行热压一次成型陶瓷加热盘，一次的高温烧制避免重复多次的高温过程容易引起加热盘体内部电阻的变化，以及由于二次烧结导致陶瓷晶粒二次长大使得陶瓷性能发生改变，陶瓷基体机械性能和物理性能变差，进而提高了陶瓷加热盘的热均匀性和使用寿命。寿命。寿命。


技术研发人员：施建中 何琪娜 刘先兵
受保护的技术使用者：苏州珂玛材料科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.08
技术公布日：2022/3/8