一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于气相外延生长设备技术领域，具体涉及一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置。
【背景技术】
[0002]MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposit1n 金属有机化合物化学气相沉淀)是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。
[0003]MOCVD是一个将特定的原材料通过一系列严格控制，传输到加热生长区，在此生长区，原材料热分解后的元素化合形成具有一定光、电性能的晶体材料。一般MOCVD设备包括加热系统、冷却系统、气体运输系统、尾气处理系统以及控制系统。
[0004]采用耦合喷淋头(Closed Coupled Showerhead，CCS)的CVD系统的上盖采用小孔输运气态原材料到反应室中进行反应，由于Showerhead(喷淋头)的孔径非常小，且距离反应室内反应平台的距离非常近，气态原材料物质难免会发生大量预反应，这个反应物会迅速覆盖在showerhead的小孔表面，尽管每生长一炉，都有人工刷洗清洁showerhead表面，但孔隙内仍会残留部分物质，使用时间一长，小孔孔径还是会越来越小，这就会导致工艺参数漂移很多，无法稳定MOCVD的工业生产。目前的设备没有专门针对showerhead孔径被堵的程度的方法和设备，无法实时监控小孔被堵对工艺带来的影响。
[0005]因此，鉴于以上问题，有必要提出一种新型的监测装置，实现对喷淋头孔径的实时监测，避免出现喷淋头孔隙堵塞严重的情况，保证设备的正常使用，确保工业生产的稳定性与高效性。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型提供了一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，通过设置光线发射与接收装置检测经过小孔后反射回的光线的强弱判断孔径的变化，实现对喷淋头孔径的实时监测，及时的反馈处理，避免出现喷淋头孔隙堵塞严重的情况，保证设备的正常使用，确保工业生产的稳定性与高效性。
[0007]根据本实用新型的目的提出的一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，所述气相沉淀设备包括加热系统、反应室，设置于所述反应室内的反应平台，向所述反应室内输送气态原材料的喷淋头，所述喷淋头包括上盖与位于所述上盖下方均布小孔的孔板，所述监测装置包括设置于所述上盖上的光线发射与接收装置，所述上盖上开设有光线入射与反射的窗口，所述光线发射与接收装置下方对应的反应平台上设置有反光样品，入射光线依次经过窗口与小孔后经反光样品反射至光线发射与接收装置处；
[0008]所述监测装置还包括与所述光线发射与接收装置电连接的用以反应反射光线强弱的反馈装置。
[0009]优选的，所述光线发射与接收装置为激光探头。
[0010]优选的，所述光线发射与接收装置为设置于所述上盖上的至少一组，所述上盖上与每组光线发射与接收装置对应处均开设窗口。
[0011]优选的，所述光线发射与接收装置为三组，分别设置于所述喷淋头的内、中、外三圈上。
[0012]优选的，所述反馈装置为报警器。
[0013]与现有技术相比，本实用新型公开的气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置的优点是:
[0014]通过设置光线发射与接收装置检测经过小孔后反射回光线的强弱判断孔径的变化，实现对喷淋头孔径的实时监测，及时的反馈处理，避免出现喷淋头孔隙堵塞严重的情况，保证设备的正常使用，确保工业生产的稳定性与高效性。
[0015]通过将光线发射与接收装置分别设置于喷淋头的内、中、外三圈上，可实现对喷淋头各处进行实时监控，保证小孔的畅通。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型公开的气相沉淀设备的简图。
[0018]图2为本实用新型公开的监测装置原理图。
[0019]图3为孔堵情况与激光强度对应关系模拟图。
[0020]图中的数字或字母所代表的相应部件的名称:
[0021]1、加热系统2、旋转托盘3、反应平台4、反应室5、喷淋头6、激光探头7、上盖8、孔板9、小孔10、窗口 11、反光样品
【具体实施方式】
[0022]气相沉淀设备中采用耦合喷淋头上的小孔输运气态原材料到反应室中进行反应，由于喷淋头的孔径非常小，且距离反应室内反应平台的距离非常近，气态原材料物质难免会发生大量预反应，这个反应物会迅速覆盖在小孔表面堵塞小孔，尽管每生长一炉，都有人工刷洗清洁喷淋头的表面，但孔隙内仍会残留部分物质，使用时间一长，小孔孔径还是会越来越小，这就会导致工艺参数漂移很多，无法稳定MOCVD的工业生产。目前的设备没有专门针对showerhead孔径被堵的程度的方法和设备，无法实时监控小孔被堵对工艺带来的影响。
[0023]本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，通过设置光线发射与接收装置检测经过小孔后反射回的光线的强弱判断孔径的变化，实现对喷淋头孔径的实时监测，及时的反馈处理，避免出现喷淋头孔隙堵塞严重的情况，保证设备的正常使用，确保工业生产的稳定性与高效性。
[0024]下面将通过【具体实施方式】对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]实施例
[0026]请一并参见图1与图2，一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，其中气相沉淀设备包括加热系统1、位于加热系统上I的旋转托盘2与反应室4，反应室4内设置有反应平台3，反应室4上方设置有向反应室4内输送气态原材料的喷淋头5，喷淋头5包括上盖7与位于上盖7下方均布小孔9的孔板8，气态原材料通过小孔输入反应室内。
[0027]监测装置包括设置于上盖7上的光线发射与接收装置，上盖7上开设有光线入射与反射的窗口 10，光线发射与接收装置下方对应的反应平台3上设置有反光样品。其中，光线发射与接收装置为激光探头6或激光传感器等，入射光线依次经过窗口 10与小孔9后经反光样品反射至光线发射与接收装置处。
[0028]监测装置还包括与光线发射与接收装置电连接的用以反应反射光线强弱的反馈装置。反馈装置为报警器。
[0029]激光探头可通过窗口入射激光或者白光光源，激光或者白光光源入射到反应平台上的样品(如硅片、镜片、蓝宝石衬底等)，激光探头上安装有光强接收装置，反射回来的激光会被收集到，并数字表征光强强度。
[0030]随着设备的持续生产运行，小孔被逐渐堵塞，孔径逐渐变小，激光探头检测到的光强逐渐减弱，到激光强度降低到预警值，表示输运气态原料的小孔堵塞严重，达到临界值，并及时发出警报，设备需要及时维护，清理喷淋头的覆盖层，从而确保工业生产的稳定性和尚效性。
[0031 ] 其中，光线发射与接收装置为设置于上盖7上的至少一组，上盖7上与每组光线发射与接收装置对应处均开设窗口 10。光线发射与接收装置可为均匀分布的多组，保证喷淋头的多个位置均实施实时监测的目的。
[0032]优选的，光线发射与接收装置为三组，分别设置于喷淋头的内、中、外三圈上。实现对喷淋头内中外三圈的监控。
[0033]请参见图3，横坐标为喷淋头孔径参数，假设初始孔径为100%，纵坐标为光强度参数，A线为反射光光强值，B线与C线间为光强位于70% -80%间，该区域为预警区域，光强低于70%时，孔堵塞的情况严重，孔径只有原来的40%左右，影响工艺参数，需要清理喷淋头覆盖层。
[0034]本实用新型公开了一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，该监测装置包括设置于上盖上的光线发射与接收装置，以及与光线发射与接收装置电连接的用以反应反射光线强弱的反馈装置。通过设置光线发射与接收装置检测经过小孔后反射回光线的强弱判断孔径的变化，实现对喷淋头孔径的实时监测，及时的反馈处理，避免出现喷淋头孔隙堵塞严重的情况，保证设备的正常使用，确保工业生产的稳定性与高效性。
[0035]通过将光线发射与接收装置分别设置于喷淋头的内、中、外三圈上，可实现对喷淋头各处进行实时监控，保证小孔的畅通。
[0036]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，所述气相沉淀设备包括加热系统、反应室，设置于所述反应室内的反应平台，向所述反应室内输送气态原材料的喷淋头，其特征在于，所述喷淋头包括上盖与位于所述上盖下方均布小孔的孔板，所述监测装置包括设置于所述上盖上的光线发射与接收装置，所述上盖上开设有光线入射与反射的窗口，所述光线发射与接收装置下方对应的反应平台上设置有反光样品，入射光线依次经过窗口与小孔后经反光样品反射至光线发射与接收装置处； 所述监测装置还包括与所述光线发射与接收装置电连接的用以反应反射光线强弱的反馈装置。
2.如权利要求1所述的气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，其特征在于，所述光线发射与接收装置为激光探头。
3.如权利要求1所述的气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，其特征在于，所述光线发射与接收装置为设置于所述上盖上的至少一组，所述上盖上与每组光线发射与接收装置对应处均开设窗口。
4.如权利要求3所述的气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，其特征在于，所述光线发射与接收装置为三组，分别设置于所述喷淋头的内、中、外三圈上。
5.如权利要求1所述的气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，其特征在于，所述反馈装置为报警器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种气相沉淀设备用喷淋头孔径监测装置，该监测装置包括设置于上盖上的光线发射与接收装置，以及与光线发射与接收装置电连接的用以反应反射光线强弱的反馈装置。通过设置光线发射与接收装置检测经过小孔后反射回光线的强弱判断孔径的变化，实现对喷淋头孔径的实时监测，及时的反馈处理，避免出现喷淋头孔隙堵塞严重的情况，保证设备的正常使用，确保工业生产的稳定性与高效性。
【IPC分类】C30B25-16, C23C16-52, C30B25-14, C23C16-455
【公开号】CN204281855
【申请号】CN201420684848
【发明人】陈伟, 陈立人
【申请人】聚灿光电科技股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月14日