一种mocvd反应系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气相沉积技术，更具体地，本发明涉及一种金属有机化学气相沉积(MOCVD)反应系统。
【背景技术】
[0002]金属有机物化学气相沉积(MOCVD)是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种化学气相沉积工艺。它是以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生长的反应气体，以热分解反应方式在蓝宝石衬底或其他衬底上进行外延沉积工艺，生长各种II1-V族、I1-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的外延材料层。
[0003]通常MOCVD系统中的晶体生长通常是在常压或低压(10~100Torr)下通4或1冷壁石英(不锈钢)反应腔中进行，衬底温度为500~1200°C，用射频感应或热辐射加热载片盘(衬底基片在载盘上方)，4或N2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。不同的MOCVD设备的生产厂家对反应腔的设计也有所不同，以VEECO公司生产的MOCVD为例，如图1~3所示，现有的MOCVD系统包括反应腔体103、设于反应腔体轴心上的载片盘(图中未示出)和加热组件101、设于反应腔体顶部的顶盖(图中未示出)、设于顶盖下方的隔离挡板(shutter) 105、设于反应腔体底部的尾气出气孔104以及设于反应腔体侧壁的观察窗(view port) 102。MOCVD系统外延生长前，shutter通过隔离挡板的升降杆105a降下来，位于加热组件101上的载片盘可从反应腔传进或传出；外延生长时，shutter再通过控制隔离挡板的升降杆105a升上去，保护观察窗；外延生长完后，shutter又降下来。
[0004]作为MOCVD生长系统核心组成部分的反应腔，经过一段时间的外延生长，反应颗粒状废料、衬底飞片的残余物等残留在底板周围，并附着在尾气的出气孔上，进而堵塞出气孔，引起反应腔的气流不通畅和不稳定，引起边缘的湍流和中心的涡流急剧变强，导致波长异常、表面异常、波长均匀性差等问题，因此，每隔50~100个炉(RUN)就需要拆反应腔，进行反应腔的清理，频繁拆炉会耗费时间，降低机台稼动率，提升生产成本等。
【发明内容】
[0005]为了解决上述不足，本发明提供了一种MOCVD反应系统，其包括:反应腔体、设于反应腔体轴心上的载片盘和加热组件、设于反应腔体顶部的顶盖、设于顶盖下方的隔离挡板、设于反应腔体底部的尾气出气孔以及设于反应腔体侧壁的观察窗，其特征在于:在所述隔离挡板的下方增设吹扫装置，所述吹扫装置包括吹气管和清理挡板，所述吹气管的管口与所述尾气出气孔的孔口——对应。
[0006]优选的，所述清理挡板连接于所述吹气管的管壁上。
[0007]优选的，所述吹气管为空心圆柱状，所述清理挡板为四方柱状。
[0008]优选的，所述吹气管用于通入高压气体。
[0009]优选的，所述吹扫装置均匀设置于所述载片盘和加热组件的周边。
[0010]优选的，所述吹扫装置位于所述隔离挡板的下方，其随着隔离挡板的升降而升降，随着隔离挡板的旋转而旋转。
[0011]优选的，所述吹扫装置至少设置4组。
[0012]优选的，所述隔离挡板还包括用于控制隔离挡板升降的升降杆以及用于控制隔离挡板旋转的旋转轴。
[0013]优选的，所述旋转轴具有支点，并位于所述反应腔体的轴心线上。
[0014]本发明采用在MOCVD反应系统中增设由吹气管和清理挡板组成的吹扫装置，其中吹气管用于通入高压气体，当旋转至与尾气出气孔对应的位置时，可有效地除去废料、粉尘等，而连接于吹气管的管壁上的清理挡板，用于在旋转过程中将废料、粉尘等清扫至尾气出气孔位置，如此通过吹气管与清理挡板的搭配使用，从而有效地对每个RUN生长完的废料、粉尘等进行清理，将拆炉维护周期从常规的50~100个RUN提升至500个RUN以上，有效降低波长异常、表面异常、波长均匀性差的发生频率，同时，提升机台的稼动率。
【附图说明】
[0015]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
[0016]图1为现有的MOCVD反应系统外延生长前或生长后的立体示意图。
[0017]图2为现有的MOCVD反应系统外延生长时的立体示意图。
[0018]图3为现有的MOCVD反应系统的俯视示意图。
[0019]图4为本发明的MOCVD反应系统的立体示意图。
[0020]图5为本发明的MOCVD反应系统的俯视示意图。
[0021]图6为本发明的MOCVD反应系统之吹扫装置的立体示意图。
[0022]附图标注:101:加热组件；102:观察窗；103:反应腔体；104:尾气出气孔；105:隔离挡板；105a:隔离挡板的升降杆；105b:隔离挡板的旋转轴；105c:旋转轴的支点；106:吹扫装置；106a:吹气管；106b:清扫挡板；107:废料、粉尘；108:高压气体。
【具体实施方式】
[0023]下面结合示意图对本发明之MOCVD反应系统进行详细的描述，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要知晓的是，本发明的实施方式不限于此。
[0024]如图4~5所示，本发明的一个较佳实施例提供一种MOCVD反应系统，包括:反应腔体103、设于反应腔体轴心上的载片盘(图中未示出)和加热组件101、设于反应腔体顶部的顶盖(图中未示出)、设于顶盖下方的隔离挡板(shutter) 105、设于反应腔体底部的尾气出气孔104以及设于反应腔体侧壁的观察窗102 ;在所述隔离挡板105的下方增设吹扫装置106，所述吹扫装置106由空心圆柱状的吹气管106a和四方柱状的清理挡板106b组成。
[0025]采用MOCVD反应系统进行每炉(每个RUN)的外延开始生长时，隔离挡板105会上升，保护观察窗；生长完之后，隔离挡板105会降下来。本实施例通过在隔离挡板105的下方，即在所述尾气出气孔104的位置增设吹扫装置106，且隔离挡板105除了包括用于控制隔离挡板升降的升降杆105a，还包括用于控制隔离挡板旋转的旋转轴105b，如此通过控制隔离挡板的升降或旋转，则吹扫装置不仅会随着隔离挡板的升降而升降，还会随着隔离挡板的旋转带动下，以旋转轴的支点105c为中心(位于所述反应腔体的轴心线上)，进行固定角度的旋转。
[0026]进一步地，如图4~5所示，本发明的吹扫装置106至少设置4组，在本实施例优选8组，其数目与尾气出气孔的数目保持一致，各组吹扫装置具有周期性间隔，均匀设置于载片盘和加热组件101的周边。如图6所示，吹扫装置106中的吹气管106a的管口与尾气出气孔104的孔口——对应。MOCVD反应系统外延生长结束后，吹气管106a可用于脉冲通入高压气体108，在本实施例优选氮气，从而将废料、粉尘107等堵住尾气出气孔的物质冲出MOCVD反应腔体，进入尾气管道；然后，清理挡板106b在隔离挡板的旋转轴带动下，进行每次45°的旋转(每次旋转度数以360°除以尾气出气孔的数目计算)，通过旋转将反应腔体底部的废料、粉尘107清扫至尾气出气孔104的位置；接着，当吹扫装置106旋转至下一个尾气出气孔时，吹气管106a通入高压氮气，将废料、粉尘107再次清理出反应腔体，以此类推，每次进行8次或8N次(N>=1的整数)的清理，实现有效彻底地清扫MOCVD反应系统中的废料、粉尘等。
[0027]从上述实施例可知，本发明提供的一种MOCVD反应系统，其通过在隔离挡板的下方增设由吹气管和清理挡板组成的吹扫装置，其中吹气管可通入高压气体，当旋转至与尾气出气孔对应的位置时，可有效地除去废料、粉尘等，而连接于吹气管的管壁上的清理挡板，用于在旋转过程中将废料、粉尘等清扫至尾气出气孔位置，如此通过吹气管与清理挡板的搭配使用，从而有效地对每个RUN生长完的废料、粉尘等进行清理，减少尾气排气孔的堵塞，将拆炉维护周期从常规的50~100个RUN提升至500个RUN以上，有效降低波长异常、表面异常、波长均匀性差的发生频率，同时，提升机台的稼动率。
[0028]应当理解的是，上述具体实施方案为本发明的优选实施例，本发明的范围不限于该实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种MOCVD反应系统，其包括:反应腔体、设于反应腔体轴心上的载片盘和加热组件、设于反应腔体顶部的顶盖、设于顶盖下方的隔离挡板、设于反应腔体底部的尾气出气孔以及设于反应腔体侧壁的观察窗，其特征在于:在所述隔离挡板的下方增设吹扫装置，所述吹扫装置包括吹气管和清理挡板，所述吹气管的管口与所述尾气出气孔的孔口一一对应。
2.根据权利要求1所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述清理挡板连接于所述吹气管的管壁上。
3.根据权利要求1所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述吹气管为空心圆柱状。
4.根据权利要求1所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述清理挡板为四方柱状。
5.根据权利要求1所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述吹气管用于通入高压气体。
6.根据权利要求1所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述吹扫装置均匀设置于所述载片盘和加热组件的周边。
7.根据权利要求1所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述吹扫装置位于所述隔离挡板的下方，其随着隔离挡板的升降而升降，随着隔离挡板的旋转而旋转。
8.根据权利要求1所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述吹扫装置至少设置4组。
9.根据权利要求1所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述隔离挡板还包括用于控制隔离挡板升降的升降杆以及用于控制隔离挡板旋转的旋转轴。
10.根据权利要求9所述的一种MOCVD反应系统，其特征在于:所述旋转轴具有支点，并位于所述反应腔体的轴心线上。
【专利摘要】本发明公开了一种MOCVD反应系统，其包括：反应腔体、设于反应腔体轴心上的载片盘和加热组件、设于反应腔体顶部的顶盖、设于顶盖下方的隔离挡板、设于反应腔体底部的尾气出气孔以及设于反应腔体侧壁的观察窗，其特征在于：在所述尾气出气孔的位置增设吹扫装置，所述吹扫装置包括吹气管和清理挡板，所述吹气管的管口与所述尾气出气孔的孔口一一对应。通过吹气管与清理挡板的搭配使用，从而有效地对每个RUN生长完的废料、粉尘等进行清理，将拆炉维护周期从常规的50~100个RUN提升至500个RUN以上，有效降低波长异常、表面异常、波长均匀性差的发生频率，同时，提升机台稼动率。
【IPC分类】C23C16-44
【公开号】CN104561929
【申请号】CN201510007486
【发明人】郑锦坚, 李志明, 伍明跃, 郑建森, 寻飞林, 杜伟华, 邓和清, 周启伦, 李水清, 康俊勇
【申请人】厦门市三安光电科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月8日