专利名称：Mocvd生长氮化镓晶片的尾气处理、回收和循环使用装置的制作方法
技术领域：
:本专利涉及光电产业用MOCVD生长氮化镓半导体发光材料所产生的尾气处理、回收和循环使用，属于节能环保领域。含氨、含氢废气处理、回收和循环使用，实现绿色生产的技术领域。
背景技术：
:近年来，随着蓝光LED氮化镓半导体外延的技术突破，LED在液晶电视、手机背光源、太阳能路灯、城市景观、交通隧道灯和汽车灯等领域得到了大量应用。特别在普通照明领域将替代白炽灯和节能灯，将掀起一场照明技术的革命，具有广阔的市场前景。由超高纯氮源、有机金属化合物MO源和蓝宝石衬底三大核心材料，通过MOCVD外延生长氮化镓LED晶片，在生产过程中会有大量尾气，其主要组成包括NH3、H2、N2、CH4和微量Ga、In等。目前处理上述工艺废气的方法有硫酸溶液吸收法、燃烧分解法和等离子分解法等，其设备费用、操作费用、化学品消耗和电耗等处理费用都较高，而且可能还达不到环保的排放标准。为此，本专利用于改进尾气的处理方法，并且可以变废为宝，能够回收尾气中含量较大的高纯氨和高纯氢循环使用，可以降低LED晶片的生产成本，实现绿色生产。具有较好的社会效益和经济效益。
发明内容:以超高纯氨(氮源)，三甲基镓、三甲基铟(MO源)和蓝宝石(衬底)三大核心材料通过MOCVD外延生长GaN LED 晶片时，为了使MO源的充分反应利用，往往需要过量的超高纯氨；M0CVD尾气中会含有大量的NH3、H2、N2、CH4和微量Ga、In等物质，尾气中NH3和Ga、In等物质如不进行环保处理和回收利用则会造成严重的环境污染和资源浪费。本专利MOCVD生长氮化镓晶片的尾气处理、回收和循环使用装置可以将含NH3、H2和Ga、In等废气处理、回收，实现循环使用、绿色生产。本专利为MOCVD生长氮化镓晶片的尾气处理、回收和循环使用装置。主要包括:MOCVD装置(I)、精密过滤器(2)、压缩机(3)、氨分离器(4)、液氨钢瓶(5)、氨纯化装置(6)、钯管纯化器(7)、废气出口(8);其装置结构为:M0CVD装置(I)与精密过滤器(2)、氨纯化装置(6)和钯管纯化器(7)连接，压缩机(3)与精密过滤器(2)和氨分离器(4)连接，氨分离器(4)与压缩机(3)、液氨钢瓶(5)和钯管纯化器(7)连接，液氨钢瓶(5)与氨分离器(4)和氨纯化装置(6)连接。装置的构造参见图1。工作原理是，首先通过精密过滤除去和回收稀土金属颗粒，再通过压缩冷冻除去和回收高纯氨，然后通过钯管纯化器分离除去和回收高纯氢。如图所示:M0CVD装置⑴的废气首先送入精密过滤器(2)回收稀土金属颗粒，再通过压缩机(3)把气体增压至l.0MPa，然后经过氨分离器(4)用冷冻水或液氮作为冷源使氨液化回收到液氨钢瓶(5)，再经过氨纯化装置(6)把氨提纯至7N，符合LED光电子级标准的超纯氨送入MOCVD (I)。除氨后废气通过钯管纯化器(7)把氢气分离纯化可直接送MOCVD装置(I)使用，最终的无害废气通过废气出口(8)可以直接用烟囱排入大气。本装置一方面可处理MOCVD的尾气，符合GB14554-93环保排放的要求；另一方面可以回收7N超纯氨和5N高纯氢，实现循环使用绿色生产。
:图1为MOCVD生长氮化镓晶片的尾气处理、回收和循环使用装置的构造组成图，图中各附图标记含义如下:1.MOCVD装置、2.精密过滤器、3.压缩机、4.氨分离器、5.液氨钢瓶、6.氨纯化装置、7.钯管纯化器、8.废气出口。实施举例:某工厂生产高亮度HB-LED晶片，共有10台MOCVD装置，每月耗用超纯氨约15吨，每小时耗用高纯氢120Nm3。正常生产时MOCVD装置(I)每小时排放150_200Nm3尾气，MOCVD尾气首先送入精密过滤器(2)回收稀土金属颗粒，再通过压缩机(3)把气体增压至1.0MPa,然后经过氨分离器(4)用冷冻水或液氮作为冷源使氨液化回收到液氨钢瓶(5)，再经过氨纯化装置(6)纯化后每小时可得到20Nm3的7N超纯氨，符合LED光电子级标准的超纯氨送入MOCVD(I)。除氨后废气通过钯管纯化器(7)纯化分离后每小时可得到60Nm3高纯氢，高纯氢直接送MOCVD装置(I)循环使用，最终的无害废气通过废气出口(8)可以直接用烟囱排入大 气。
权利要求1.MOCVD生长氮化镓晶片的尾气处理、回收和循环使用装置，其特征在于它包括:MOCVD装置(I)、精密过滤器(2)、压缩机(3)、氨分离器(4)、液氨钢瓶(5)、氨纯化装置(6)、钯管纯化器(7) ;M0CVD装置(I)与精密过滤器(2)、氨纯化装置(6)和钯管纯化器(7)连接，压缩机(3)与精密过滤器(2)和氨分离器(4)连接，氨分离器(4)与压缩机(3)、液氨钢瓶(5)和 钯管纯化器(7)连接，液氨钢瓶(5)与氨分离器(4)和氨纯化装置(6)连接。
专利摘要MOCVD生长氮化镓晶片的尾气处理、回收和循环使用装置主要包括MOCVD装置(1)、精密过滤器(2)、压缩机(3)、氨分离器(4)、液氨钢瓶(5)、氨纯化装置(6)、钯管纯化器(7)。来自MOCVD生长氮化镓半导体发光材料产生的含氨、含氢废气首先通过精密过滤除去和回收稀土金属颗粒，再通过压缩冷冻除去和回收高纯氨，然后通过钯管纯化器分离除去和回收高纯氢，实现绿色生产，属于节能环保领域。
文档编号H01L33/00GK203150595SQ20122058783
公开日2013年8月21日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者吴纳新 申请人:吴纳新