一种MOCVD系统反应腔清理装置的制作方法

一种mocvd系统反应腔清理装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种清理装置，该清理装置用于对mocvd系统的反应腔内部进行清理。


背景技术：

2.mocvd是在气相外延生长(vpe)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。mocvd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源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种
ⅲ‑
v主族、
ⅱ‑ⅵ
副族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。而该系统中，反应室是由石英管和石墨基座组成。为了生长组分均匀、超薄层、异质结构的化合物半导体材料，反应室内在工作过程中会出现一些残余物质，这些物质一般需要进行清理，而目前的清理方式是在设备使用一段时间后，然后将设备停机，待反应腔内部降温到常温后，再将反应腔的顶盖打开，然后将内部的石墨基座或其他需要清理的部位进行清理，而这种清理方法会造成外延产品生长周期变长，产能下降，工艺结果不稳定，反应腔的内部清理组装后再启动，最终停机的时间较长，生产效率比较差，同时由于停机前后的参数需要调整至统一才能保证产品的性能稳定一致，因此启动还需要试片调整参数，工序复杂且造成浪费。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种mocvd系统反应腔清理装置，该清理装置能够对反应腔进行在线清理，从而减少停机次数，提高生产效率，保证产品的一致性。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种mocvd系统反应腔清理装置，包括自带加热装置的反应腔，所述反应腔上设置有氯气进气口和清扫进气口，所述氯气进气口通过氯气供应管道与氯气储存瓶联通，所述清扫进气口通过吹扫管道与吹扫系统连通，所述反应腔上还设置有出气口，该出气口上通过出气管道连接有过滤器，所述出气管道、氯气供应管道和吹扫管道上均设置有控制阀，所述过滤器包括箱体，所述箱体上设置有分隔板，所述分隔板将箱体分隔成为进气腔室和出气腔室，所述分隔板上设置有连通孔，所述分隔板上位于进气腔室内固定有滤芯组件，所述出气腔室上设置有排气口且内部固定有抽气风机，所述滤芯组件的内腔与连通孔相互连通，所述进气腔室上设置有补气口，该补气口与补气冷却系统相互连通。
5.作为一种优选的方案，所述滤芯组件包括上安装板、下安装板和安装于上安装板和下安装板之间的中心龙骨，所述上安装板上设置有中心通孔，所述中心龙骨包括顶板、底板和连接顶板和底板之间的若干根连接螺杆，所述顶板和底板之间焊接有若干根支撑杆，所述支撑杆位于连接螺杆的外侧，所述连接螺杆的上端和下端分别贯穿所述上安装板和下安装板并与分隔板螺栓固定，所述中心龙骨的外部套装有滤料筒，所述滤料筒由折叠的滤料围成，所述滤料筒的外部套装有不锈钢滤筒，不锈钢滤筒通过固定结构安装于上安装板和下安装板之间。
6.作为一种优选的方案，所述补气冷却系统包括一个补气风机，所述补气口的数量为多个且设置于分隔板上并贯穿所述上安装板，所述补气风机通过补气管道与各补气口连通，所述补气风机的风量小于所述抽气风机的风量。
7.作为一种优选的方案，所述固定结构包括设置于上安装板的上固定环、设置于下安装板的下固定环，上固定环和下固定环同心设置，所述不锈钢滤筒的上端和下端处于上固定环和下固定环之间且由上安装板和下安装板轴向固定。
8.作为一种优选的方案，所述顶板和底板的形状相同，所述顶板包括圆环状的顶板本体，所述顶板本体的外周圆周均布有向外径向凸伸的上凸伸部，所述底板包括圆环状的底板本体，所述底板本体的外周圆周均布有向外径向凸伸的下凸伸部，所述上凸伸部和下凸伸部一一对应设置，每根支撑杆固定在对应的上凸伸部和下凸伸部之间，每根支撑杆均位于滤料筒的折叠槽内。
9.作为一种优选的方案，所述吹扫系统包括吹扫风机，所述反应腔上位于清扫进气口处设置有吹扫喷头，该吹扫喷头与通过吹扫管道与所述吹扫风机连接。
10.作为一种优选的方案，所述吹扫喷头包括喷头本体，所述喷头本体螺纹安装于所述反应腔的顶盖上，所述喷头本体的内腔与清扫进气口联通，所述喷头本体上设置有若干个吹扫微孔，所述各吹扫微孔的角度不同。
11.作为一种优选的方案，所述反应腔的顶盖中心内壁设置有安装凸台，所述喷头本体螺纹安装于所述安装凸台上，所述氯气进气口也设置于所述安装凸台上。
12.采用了上述技术方案后，本实用新型的效果是：由于反应腔清理装置，包括自带加热装置的反应腔，所述反应腔上设置有氯气进气口和清扫进气口，所述氯气进气口通过氯气供应管道与氯气储存瓶联通，所述清扫进气口通过吹扫管道与吹扫系统连通，所述反应腔上还设置有出气口，该出气口上通过出气管道连接有过滤器，所述出气管道、氯气供应管道和吹扫管道上均设置有控制阀，所述过滤器包括箱体，所述箱体上设置有分隔板，所述分隔板将箱体分隔成为进气腔室和出气腔室，所述分隔板上设置有连通孔，所述分隔板上位于进气腔室内固定有滤芯组件，所述出气腔室上设置有排气口且内部固定有抽气风机，所述滤芯组件的内腔与连通孔相互连通，所述进气腔室上设置有补气口，该补气口与补气冷却系统相互连通，因此，当需要对反应腔进行清理时，可以打开氯气供应管道，使氯气进入到反应腔内充满整个反应腔，然后反应腔自带的加热装置加热，反应腔内的温度达到600℃左右，氯气就会对反应腔内的器件和内壁上的杂质进行腐蚀，使这些杂质逐渐腐蚀并且脱落，待腐蚀清理一段时间后，加热装置停止加热，此时反应腔内的温度依旧比较高，关闭氯气供应管道而打开吹扫系统，并且打开出气管道，这样吹扫系统产生的正压气体就会将反应腔内的脱落的颗粒杂质吹扫并从出气管道排出，而由于反应腔内的温度比较高，短时间是无法冷却下来，因此，在吹扫的过程中，温度较高的气体从出气管道排出而进入到过滤器之前，先经过补气冷却系统补气，由于补气口的存在，可以增加整个系统的进气量，反应腔内流出的气体量再加上补气口补入的气体量就为过滤器的整个抽气量，补入的气体一般为常温气体相较于反应腔内的刻蚀用的氯气和吹扫的气体温度而言非常低，这样可以有效的对气体进行冷却，能使滤料筒的使用寿命延长，同时补入了气体后，也降低了整个出气管道排出的气体的颗粒物浓度，这样大量的较低浓度的气体会充满整个进气腔室从而比较均匀的从滤料筒四周进入而不会集中从迎风面进入，滤料筒各部位的过滤效率都得到充分的使
用，过滤效果更好。
13.又由于所述滤芯组件包括上安装板、下安装板和安装于上安装板和下安装板之间的中心龙骨，所述上安装板上设置有中心通孔，所述中心龙骨包括顶板、底板和连接顶板和底板之间的若干根连接螺杆，所述顶板和底板之间焊接有若干根支撑杆，所述支撑杆位于连接螺杆的外侧，所述连接螺杆的上端和下端分别贯穿所述上安装板和下安装板并与分隔板螺栓固定，所述中心龙骨的外部套装有滤料筒，所述滤料筒由折叠的滤料围成，所述滤料筒的外部套装有不锈钢滤筒，不锈钢滤筒通过固定结构安装于上安装板和下安装板之间，该滤芯组件采用中心龙骨可以有效的支撑滤料筒的内部，避免其变形，同时，利用外侧的不锈钢滤筒增加滤芯组件的强度，并且使一些反应腔内的有害颗粒物随气体进入时不会第一时间碰撞到滤料筒上，同时，这种结构也可以进一步满足大流量的抽气要求，从而方便补气口补入大量的气体，从而迅速对滤料筒进行降温，减少温度对滤料筒的影响而造成滤料筒使用寿命降低。
14.又由于所述固定结构包括设置于上安装板的上固定环、设置于下安装板的下固定环，上固定环和下固定环同心设置，所述不锈钢滤筒的上端和下端处于上固定环和下固定环之间且由上安装板和下安装板轴向固定，该固定结构可以更好的固定不锈钢滤筒，安装也非常简单。
15.又由于所述顶板和底板的形状相同，所述顶板包括圆环状的顶板本体，所述顶板本体的外周圆周均布有向外径向凸伸的上凸伸部，所述底板包括圆环状的底板本体，所述底板本体的外周圆周均布有向外径向凸伸的下凸伸部，所述上凸伸部和下凸伸部一一对应设置，每根支撑杆固定在对应的上凸伸部和下凸伸部之间，每根支撑杆均位于滤料筒的折叠槽内。采用了上述结构后，可以根据滤料筒的大小选择合适数量的支撑杆，利用支撑杆来很好的支撑滤料筒的内壁，当然由于不锈钢滤筒的存在，因此气体对滤料筒的冲击也更小，从而进一步减少变形。
16.又由于所述吹扫喷头包括喷头本体，所述喷头本体螺纹安装于所述反应腔的顶盖上，所述喷头本体的内腔与清扫进气口联通，所述喷头本体上设置有若干个吹扫微孔，所述各吹扫微孔的角度不同，利用该吹扫喷头可以有效的增加喷吹角度和吹扫面积，并且增加了喷吹压力，提高了清理效果。
17.又由于所述反应腔的顶盖中心内壁设置有安装凸台，所述喷头本体螺纹安装于所述安装凸台上，所述氯气进气口也设置于所述安装凸台上，将该喷头本体设置在顶盖的中部，可以使吹扫的效果更好，减少吹扫死角。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
19.图1是本实用新型实施例的反应腔清理装置的系统原理图；
20.图2是过滤器的剖视图；
21.图3是图2在b-b处的剖视图；
22.图4是图2在c处的放大示意图；
23.图5是图1在a-a处的局部剖视图；
24.附图中：1、反应腔；2、氯气储存瓶；3、氯气供应管道；4、吹扫风机；5、氯气进气口；
6、清扫进气口；7、吹扫管道；8、出气管道；9、过滤器；91、箱体；92、进气腔室；93、出气腔室；94、分隔板；95、滤芯组件；951、上安装板；952、下安装板；953、中心龙骨；9531、顶板；9532、底板；9533、连接螺杆；9534、支撑杆；9535、上凸伸部；954、滤料筒；955、不锈钢滤筒；956、下固定环；957、上固定环；96、抽气风机；97、连通孔；10、补气风机；11、补气管道；12、安装凸台；13、吹扫喷头；131、吹扫微孔。
具体实施方式
25.下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
26.如图1至图5所示，一种mocvd系统反应腔清理装置，包括自带加热装置的反应腔1，该加热装置为反应腔1自带的电加热装置，mocvd在正常的生产过程中，该电加热装置也需要加热对其反应温度进行控温，所述反应腔1上设置有氯气进气口5和清扫进气口6，所述氯气进气口5通过氯气供应管道3与氯气储存瓶2联通，所述清扫进气口6通过吹扫管道7与吹扫系统连通，所述反应腔1上还设置有出气口，该出气口上通过出气管道8连接有过滤器9，所述出气管道8、氯气供应管道3和吹扫管道7上均设置有控制阀，所述过滤器9包括箱体91，所述箱体91上设置有分隔板94，所述分隔板94将箱体91分隔成为进气腔室92和出气腔室93，所述分隔板94上设置有连通孔97，所述分隔板94上位于进气腔室92内固定有滤芯组件95，所述出气腔室93上设置有排气口且内部固定有抽气风机96，所述滤芯组件95的内腔与连通孔97相互连通，所述进气腔室92上设置有补气口，该补气口与补气冷却系统相互连通。
27.如图2至图4所示，所述滤芯组件95包括上安装板951、下安装板952和安装于上安装板951和下安装板952之间的中心龙骨953，所述上安装板951上设置有中心通孔，所述中心龙骨953包括顶板9531、底板9532和连接顶板9531和底板9532之间的若干根连接螺杆9533，所述顶板9531和底板9532之间焊接有若干根支撑杆9534，所述支撑杆9534位于连接螺杆9533的外侧，所述连接螺杆9533的上端和下端分别贯穿所述上安装板951和下安装板952并与分隔板94螺栓固定，这样整个滤芯组件95就很好的固定在了分隔板94上，所述中心龙骨953的外部套装有滤料筒954，所述滤料筒954由折叠的滤料围成，所述滤料筒954的外部套装有不锈钢滤筒955，不锈钢滤筒955通过固定结构安装于上安装板951和下安装板952之间。其中，所述固定结构包括设置于上安装板951的上固定环957、设置于下安装板952的下固定环956，上固定环957和下固定环956同心设置，所述不锈钢滤筒955的上端和下端处于上固定环957和下固定环956之间且由上安装板951和下安装板952轴向固定。由于上安装板951和下安装板952整体都有若干根连接螺杆9533连接固定，因此，整个不锈钢滤筒955和滤料筒954则都被约束在上安装板951和下安装板952之间，并且下安装板952也将滤料筒954的底部封堵，从而气体只能从滤料筒954的四周进入。
28.而本实施例中，所述顶板9531和底板9532的形状相同，所述顶板9531包括圆环状的顶板9531本体，所述顶板9531本体的外周圆周均布有向外径向凸伸的上凸伸部9535，所述底板9532包括圆环状的底板9532本体，所述底板9532本体的外周圆周均布有向外径向凸伸的下凸伸部，所述上凸伸部9535和下凸伸部一一对应设置，每根支撑杆9534固定在对应的上凸伸部9535和下凸伸部之间，每根支撑杆9534均位于滤料筒954的折叠槽内。
29.再如图1所示，所述补气冷却系统包括一个补气风机10，所述补气口的数量为多个且设置于分隔板94上并贯穿所述上安装板951，所述补气风机10通过补气管道11与各补气
口连通，所述补气风机10的风量小于所述抽气风机96的风量。补气风机10是将环境中的常温气体补入到进气腔室92内，这样就能与反应腔1内的高温气体混合从而最终降低进入滤料筒954内的气体温度。
30.另外，所述吹扫系统包括吹扫风机4，所述反应腔1上位于清扫进气口6处设置有吹扫喷头13，该吹扫喷头13与通过吹扫管道7与所述吹扫风机4连接。如图5所示，本实施例中，所述吹扫喷头13包括喷头本体，所述喷头本体螺纹安装于所述反应腔1的顶盖上，所述喷头本体的内腔与清扫进气口6联通，所述喷头本体上设置有若干个吹扫微孔131，所述各吹扫微孔131的角度不同。由于多角度的吹扫微孔131就能将吹扫气体分流并形成压力较高的吹扫气流，这样使反应腔1内的杂质颗粒扬起，从而方便从出气口排出。而所述反应腔1的顶盖中心内壁设置有安装凸台12，所述喷头本体螺纹安装于所述安装凸台12上，所述氯气进气口5也设置于所述安装凸台12上，这样吹扫的气体由中心向四周吹扫，尽量减少了吹扫死角。
31.该清理装置利用氯气对反应腔1进行腐蚀，腐蚀后杂质逐渐脱落后形成颗粒，利用吹扫气体吹扫将颗粒物吹出，同时利用过滤器9将颗粒物过滤，在过滤的同时补入气体，增加过滤器9的抽气量，在降低气体温度的同时保证了滤料筒954的使用寿命，从而可以在反应腔1内温度较高时直接吹扫过滤，减少了等待时间。
32.本实施例中提到的风机、控制阀等为目前的常规技术，在2008年4月北京第五版第二十八次印刷的《机械设计手册第五版》中详细的公开了风机、控制阀的具体结构和原理和其他的设计，属于现有技术，其结构清楚明了，2008年08月01日由机械工业出版社出版的现代实用气动技术第3版smc培训教材中就详细的公开了真空元件、气体回路和程序控制，表明了本实施例中的气路结构也是现有的技术，清楚明了，因此，电路、气路连接都是清楚。以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。