CN202072764U - 一种金属有机物化学气相沉积设备放空压力控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种金属有机物化学气相沉积设备放空压力控制装置，该方法主要包括运行管线(1)、放空管线(2)、运行隔膜阀(3)、放空隔膜阀(4)、压力计(5)、蝶阀(6)、气体质量流量控制器(7)、金属有机源(8)、反应室(9)、尾气系统(10)。放空管线(2)上安装有压力计(5)和蝶阀(6)，而且压力计(5)在蝶阀(6)的上游，两者形成负反馈回路，通过压力计(5)实时测量放空管线(2)压力，并由蝶阀(6)将设定压力和实测压力进行比较，蝶阀(6)通过调节开度完成放空管线(2)压力的实时控制。
Description
技术领域：
本实用新型涉及半导体设备制造技术领域，特别专注于金属有机物化学气相沉积设备的放空管线压力控制装置。
背景技术：
金属有机物化学气相沉积设备是适合生长半导体照明用LED材料外延片的良好技术。也是一种工业化的经济实用技术，其生长原理是：在一块加热适当温度的衬底上，含有III和V族元素的气态化合物有控制的输送到衬底表面，生长出有特定组分、特定厚度、特定电学和光学参数的薄膜沉积材料。
运行管线和放空管线作为金属有机物化学气相沉积设备最主要的两个管线，在外延生长过程中，金属有机源通过运行隔膜阀和放空隔膜阀需要多次切换。若运行管线和放空管线的压力差过大，在切换的瞬间会给运行管线的压力造成冲击，从而造成运行管线的流量冲击、反应室的压力波动等一系列对外延生长不利的严重问题。目前采用的装置大多是放空管线的后端(尾气系统之前)安装一个调节阀，在设备运行之前根据外延压力的需求，通过调整调节阀的开度使放空管线的压力固定，而工作过程中则实时调节运行管线的压力尽量减少上述问题。但我们知道，由于放空管线的介质为气体，一般为N2、H2、金属有机源的混合物，而气体的压缩性很强，当气体的流量、混合比不同时，根本无法实现放空管线的压力恒定。也就是说，运行管线和放空管线的压力差问题是无法根本解决的。
另外，在外延生长过程中，由于生长的阶段不同，一般会对运行管线压力的变化提出要求，但受限于和放空管线的压力差，所以大大制约了运行管线压力的可调节范围。
最后，放空管线的调节阀调整是人为调整，而且是离线进行，很难保证不同操作人员调整的规范化和一致性。即便同一操作人员，不同的调整也很难相同，而金属有机物化学气相沉积设备的外延过程却对外围条件的可重复性要求很高。
发明内容：
本实用新型解决了金属有机物化学气相沉积设备的放空管线压力的实时精确控制，从根本上保证放空管线压力实时跟随并略低于运行管线压力，避免了管线切换时的压力冲击。
本实用新型提供一种金属有机物化学气相沉积设备放空压力控制装置，主要包括运行管线、放空管线、运行隔膜阀、放空隔膜阀、压力计、蝶阀、气体质量流量控制器、金属有机源、反应室、尾气系统；放空管线上安装有压力计和蝶阀，而且压力计在蝶阀的上游，两者形成负反馈回路，最终实现放空管线压力调节的目的。
其中，运行管线、放空管线之间安装有运行隔膜阀、放空隔膜阀，并且金属有机源连接在两个隔膜阀的结合处，从而实现金属有机源在运行管线、放空管线之间切换时，对金属有机化学气象沉积设备不造成压力冲击。
在放空管线的后端安装压力计和蝶阀，通过压力计实时测量放空管线压力。当运行管线压力变化时，该管线的实际压力(或略低于)作为放空管线压力的目标值，蝶阀比较该目标值和实测压力，实时调节蝶阀的开度，从而保证了放空管线压力的跟随。这样当金属有机源在运行管线和放空管线切换时，不论放空管线的介质流量、气体混合情况，均不会对压力、流量造成冲击。
整个调节过程实现了全自动控制，不仅简化了操作步骤，也从根本上避免了人为参与调节控制的不利因素，实现整个外延生长过程的可控和可重复。
另外由于实现了放空管线对运行管线的实时跟随，外延生长过程中运行管线压力也不再受制于初始设定，大大增加了外延的灵活性，更有利于提高最终产品的性能。
附图说明：
图1为本实用新型原理示意图
具体实施方式：
如附图1所示，该气体控制主要包括运行管线(1)、放空管线(2)、运行隔膜阀(3)、放空隔膜阀(4)、压力计(5)、蝶阀(6)、气体质量流量控制器(7)、金属有机源(8)、反应室(9)、尾气系统(10)。金属有机源(8)通过由气体质量流量控制器调节流量或压力输出，然后由运行隔膜阀(3)、放空隔膜阀(4)的打开或关闭选择目的地为运行管线(1)还是放空管线(2)。运行管线(1)通过相关的阀组或管线最终通入反应室(9)进行化学反应，放空管线(2)则经过尾气系统(10)后排放。压力计(5)实时测量放空管线(2)的压力，为了保证和运行管线(1)的压力平衡，当运行管线(1)压力增大时，蝶阀(6)计算实测值和目标值的压力差也会增大，于是增大蝶阀(6)的开度；相反，减小蝶阀(6)开度，从而实现了压力跟随。
该压力控制装置在设备运行之前不需要手动调节或控制，通过设备的操作界面设定放空管线(2)压力等于或略小于运行管线(3)压力，在设备运行过程中，会自动完成跟随功能。不仅减少了工作量，也保证了客观和一致性。甚至在外延生长阶段，可以将运行管线(2)压力、放空管线(3)压力均作为可设定量，从而生长过程的每一步均可自动调节。
Claims (2)
1.一种金属有机物化学气相沉积设备放空压力控制装置，主要包括运行管线(1)、放空管线(2)、运行隔膜阀(3)、放空隔膜阀(4)、压力计(5)、蝶阀(6)、气体质量流量控制器(7)、金属有机源(8)、反应室(9)、尾气系统(10)；其特征在于，放空管线(2)上安装有压力计(5)和蝶阀(6)，而且压力计(5)在蝶阀(6)的上游，两者形成负反馈回路，最终实现放空管线压力调节的目的。
2.如权利要求1所述的一种金属有机物化学气相沉积设备放空压力控制装置，其特征在于运行管线(1)、放空管线(2)之间安装有运行隔膜阀(3)、放空隔膜阀(4)，并且金属有机源(8)连接在两个隔膜阀的结合处，从而实现金属有机源(8)在运行管线(1)、放空管线(2)之间切换时，对金属有机化学气象沉积设备不造成压力冲击。
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