一種mocvd反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣相沉積技術(shù)，更具體地，本發(fā)明涉及一種金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)反應(yīng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)是在氣相外延生長(VPE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種化學(xué)氣相沉積工藝。它是以III族、II族元素的有機(jī)化合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長的反應(yīng)氣體，以熱分解反應(yīng)方式在藍(lán)寶石襯底或其他襯底上進(jìn)行外延沉積工藝，生長各種II1-V族、I1-VI族化合物半導(dǎo)體以及它們的多元固溶體的外延材料層。
[0003]通常MOCVD系統(tǒng)中的晶體生長通常是在常壓或低壓(10~100Torr)下通4或1冷壁石英(不銹鋼)反應(yīng)腔中進(jìn)行，襯底溫度為500~1200°C，用射頻感應(yīng)或熱輻射加熱載片盤(襯底基片在載盤上方)，4或N2通過溫度可控的液體源鼓泡攜帶金屬有機(jī)物到生長區(qū)。不同的MOCVD設(shè)備的生產(chǎn)廠家對反應(yīng)腔的設(shè)計(jì)也有所不同，以VEECO公司生產(chǎn)的MOCVD為例，如圖1~3所示，現(xiàn)有的MOCVD系統(tǒng)包括反應(yīng)腔體103、設(shè)于反應(yīng)腔體軸心上的載片盤(圖中未示出)和加熱組件101、設(shè)于反應(yīng)腔體頂部的頂蓋(圖中未示出)、設(shè)于頂蓋下方的隔離擋板(shutter) 105、設(shè)于反應(yīng)腔體底部的尾氣出氣孔104以及設(shè)于反應(yīng)腔體側(cè)壁的觀察窗(view port) 102。MOCVD系統(tǒng)外延生長前，shutter通過隔離擋板的升降桿105a降下來，位于加熱組件101上的載片盤可從反應(yīng)腔傳進(jìn)或傳出；外延生長時(shí)，shutter再通過控制隔離擋板的升降桿105a升上去，保護(hù)觀察窗；外延生長完后，shutter又降下來。
[0004]作為MOCVD生長系統(tǒng)核心組成部分的反應(yīng)腔，經(jīng)過一段時(shí)間的外延生長，反應(yīng)顆粒狀廢料、襯底飛片的殘余物等殘留在底板周圍，并附著在尾氣的出氣孔上，進(jìn)而堵塞出氣孔，引起反應(yīng)腔的氣流不通暢和不穩(wěn)定，引起邊緣的湍流和中心的渦流急劇變強(qiáng)，導(dǎo)致波長異常、表面異常、波長均勻性差等問題，因此，每隔50~100個(gè)爐(RUN)就需要拆反應(yīng)腔，進(jìn)行反應(yīng)腔的清理，頻繁拆爐會耗費(fèi)時(shí)間，降低機(jī)臺稼動率，提升生產(chǎn)成本等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述不足，本發(fā)明提供了一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其包括:反應(yīng)腔體、設(shè)于反應(yīng)腔體軸心上的載片盤和加熱組件、設(shè)于反應(yīng)腔體頂部的頂蓋、設(shè)于頂蓋下方的隔離擋板、設(shè)于反應(yīng)腔體底部的尾氣出氣孔以及設(shè)于反應(yīng)腔體側(cè)壁的觀察窗，其特征在于:在所述隔離擋板的下方增設(shè)吹掃裝置，所述吹掃裝置包括吹氣管和清理擋板，所述吹氣管的管口與所述尾氣出氣孔的孔口——對應(yīng)。
[0006]優(yōu)選的，所述清理擋板連接于所述吹氣管的管壁上。
[0007]優(yōu)選的，所述吹氣管為空心圓柱狀，所述清理擋板為四方柱狀。
[0008]優(yōu)選的，所述吹氣管用于通入高壓氣體。
[0009]優(yōu)選的，所述吹掃裝置均勻設(shè)置于所述載片盤和加熱組件的周邊。
[0010]優(yōu)選的，所述吹掃裝置位于所述隔離擋板的下方，其隨著隔離擋板的升降而升降，隨著隔離擋板的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
[0011]優(yōu)選的，所述吹掃裝置至少設(shè)置4組。
[0012]優(yōu)選的，所述隔離擋板還包括用于控制隔離擋板升降的升降桿以及用于控制隔離擋板旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。
[0013]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)軸具有支點(diǎn)，并位于所述反應(yīng)腔體的軸心線上。
[0014]本發(fā)明采用在MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)中增設(shè)由吹氣管和清理擋板組成的吹掃裝置，其中吹氣管用于通入高壓氣體，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至與尾氣出氣孔對應(yīng)的位置時(shí)，可有效地除去廢料、粉塵等，而連接于吹氣管的管壁上的清理擋板，用于在旋轉(zhuǎn)過程中將廢料、粉塵等清掃至尾氣出氣孔位置，如此通過吹氣管與清理擋板的搭配使用，從而有效地對每個(gè)RUN生長完的廢料、粉塵等進(jìn)行清理，將拆爐維護(hù)周期從常規(guī)的50~100個(gè)RUN提升至500個(gè)RUN以上，有效降低波長異常、表面異常、波長均勻性差的發(fā)生頻率，同時(shí)，提升機(jī)臺的稼動率。
【附圖說明】
[0015]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0016]圖1為現(xiàn)有的MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)外延生長前或生長后的立體示意圖。
[0017]圖2為現(xiàn)有的MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)外延生長時(shí)的立體示意圖。
[0018]圖3為現(xiàn)有的MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)的俯視示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)的立體示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明的MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)的俯視示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明的MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)之吹掃裝置的立體示意圖。
[0022]附圖標(biāo)注:101:加熱組件；102:觀察窗；103:反應(yīng)腔體；104:尾氣出氣孔；105:隔離擋板；105a:隔離擋板的升降桿；105b:隔離擋板的旋轉(zhuǎn)軸；105c:旋轉(zhuǎn)軸的支點(diǎn)；106:吹掃裝置；106a:吹氣管；106b:清掃擋板；107:廢料、粉塵；108:高壓氣體。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合示意圖對本發(fā)明之MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的描述，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要知曉的是，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0024]如圖4~5所示，本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例提供一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，包括:反應(yīng)腔體103、設(shè)于反應(yīng)腔體軸心上的載片盤(圖中未示出)和加熱組件101、設(shè)于反應(yīng)腔體頂部的頂蓋(圖中未示出)、設(shè)于頂蓋下方的隔離擋板(shutter) 105、設(shè)于反應(yīng)腔體底部的尾氣出氣孔104以及設(shè)于反應(yīng)腔體側(cè)壁的觀察窗102 ;在所述隔離擋板105的下方增設(shè)吹掃裝置106，所述吹掃裝置106由空心圓柱狀的吹氣管106a和四方柱狀的清理擋板106b組成。
[0025]采用MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行每爐(每個(gè)RUN)的外延開始生長時(shí)，隔離擋板105會上升，保護(hù)觀察窗；生長完之后，隔離擋板105會降下來。本實(shí)施例通過在隔離擋板105的下方，即在所述尾氣出氣孔104的位置增設(shè)吹掃裝置106，且隔離擋板105除了包括用于控制隔離擋板升降的升降桿105a，還包括用于控制隔離擋板旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸105b，如此通過控制隔離擋板的升降或旋轉(zhuǎn)，則吹掃裝置不僅會隨著隔離擋板的升降而升降，還會隨著隔離擋板的旋轉(zhuǎn)帶動下，以旋轉(zhuǎn)軸的支點(diǎn)105c為中心(位于所述反應(yīng)腔體的軸心線上)，進(jìn)行固定角度的旋轉(zhuǎn)。
[0026]進(jìn)一步地，如圖4~5所示，本發(fā)明的吹掃裝置106至少設(shè)置4組，在本實(shí)施例優(yōu)選8組，其數(shù)目與尾氣出氣孔的數(shù)目保持一致，各組吹掃裝置具有周期性間隔，均勻設(shè)置于載片盤和加熱組件101的周邊。如圖6所示，吹掃裝置106中的吹氣管106a的管口與尾氣出氣孔104的孔口——對應(yīng)。MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)外延生長結(jié)束后，吹氣管106a可用于脈沖通入高壓氣體108，在本實(shí)施例優(yōu)選氮?dú)?，從而將廢料、粉塵107等堵住尾氣出氣孔的物質(zhì)沖出MOCVD反應(yīng)腔體，進(jìn)入尾氣管道；然后，清理擋板106b在隔離擋板的旋轉(zhuǎn)軸帶動下，進(jìn)行每次45°的旋轉(zhuǎn)(每次旋轉(zhuǎn)度數(shù)以360°除以尾氣出氣孔的數(shù)目計(jì)算)，通過旋轉(zhuǎn)將反應(yīng)腔體底部的廢料、粉塵107清掃至尾氣出氣孔104的位置；接著，當(dāng)吹掃裝置106旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)尾氣出氣孔時(shí)，吹氣管106a通入高壓氮?dú)?，將廢料、粉塵107再次清理出反應(yīng)腔體，以此類推，每次進(jìn)行8次或8N次(N>=1的整數(shù))的清理，實(shí)現(xiàn)有效徹底地清掃M(jìn)OCVD反應(yīng)系統(tǒng)中的廢料、粉塵等。
[0027]從上述實(shí)施例可知，本發(fā)明提供的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其通過在隔離擋板的下方增設(shè)由吹氣管和清理擋板組成的吹掃裝置，其中吹氣管可通入高壓氣體，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至與尾氣出氣孔對應(yīng)的位置時(shí)，可有效地除去廢料、粉塵等，而連接于吹氣管的管壁上的清理擋板，用于在旋轉(zhuǎn)過程中將廢料、粉塵等清掃至尾氣出氣孔位置，如此通過吹氣管與清理擋板的搭配使用，從而有效地對每個(gè)RUN生長完的廢料、粉塵等進(jìn)行清理，減少尾氣排氣孔的堵塞，將拆爐維護(hù)周期從常規(guī)的50~100個(gè)RUN提升至500個(gè)RUN以上，有效降低波長異常、表面異常、波長均勻性差的發(fā)生頻率，同時(shí)，提升機(jī)臺的稼動率。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述具體實(shí)施方案為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于該實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的任何變更，皆屬本本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其包括:反應(yīng)腔體、設(shè)于反應(yīng)腔體軸心上的載片盤和加熱組件、設(shè)于反應(yīng)腔體頂部的頂蓋、設(shè)于頂蓋下方的隔離擋板、設(shè)于反應(yīng)腔體底部的尾氣出氣孔以及設(shè)于反應(yīng)腔體側(cè)壁的觀察窗，其特征在于:在所述隔離擋板的下方增設(shè)吹掃裝置，所述吹掃裝置包括吹氣管和清理擋板，所述吹氣管的管口與所述尾氣出氣孔的孔口一一對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述清理擋板連接于所述吹氣管的管壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述吹氣管為空心圓柱狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述清理擋板為四方柱狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述吹氣管用于通入高壓氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述吹掃裝置均勻設(shè)置于所述載片盤和加熱組件的周邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述吹掃裝置位于所述隔離擋板的下方，其隨著隔離擋板的升降而升降，隨著隔離擋板的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述吹掃裝置至少設(shè)置4組。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述隔離擋板還包括用于控制隔離擋板升降的升降桿以及用于控制隔離擋板旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)軸具有支點(diǎn)，并位于所述反應(yīng)腔體的軸心線上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)，其包括：反應(yīng)腔體、設(shè)于反應(yīng)腔體軸心上的載片盤和加熱組件、設(shè)于反應(yīng)腔體頂部的頂蓋、設(shè)于頂蓋下方的隔離擋板、設(shè)于反應(yīng)腔體底部的尾氣出氣孔以及設(shè)于反應(yīng)腔體側(cè)壁的觀察窗，其特征在于：在所述尾氣出氣孔的位置增設(shè)吹掃裝置，所述吹掃裝置包括吹氣管和清理擋板，所述吹氣管的管口與所述尾氣出氣孔的孔口一一對應(yīng)。通過吹氣管與清理擋板的搭配使用，從而有效地對每個(gè)RUN生長完的廢料、粉塵等進(jìn)行清理，將拆爐維護(hù)周期從常規(guī)的50~100個(gè)RUN提升至500個(gè)RUN以上，有效降低波長異常、表面異常、波長均勻性差的發(fā)生頻率，同時(shí)，提升機(jī)臺稼動率。
【IPC分類】C23C16-44
【公開號】CN104561929
【申請?zhí)枴緾N201510007486
【發(fā)明人】鄭錦堅(jiān), 李志明, 伍明躍, 鄭建森, 尋飛林, 杜偉華, 鄧和清, 周啟倫, 李水清, 康俊勇
【申請人】廈門市三安光電科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月8日