CN202954087U - 一种用于mocvd设备的进料设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于MOCVD设备的进料设备，包括进料筒、操作室和中转室，其中，所述的进料筒采用卧式柱体，前端设有进料门，侧面通过一出料门与操作室相通；所述的操作室为一密封的箱体，其正面上半部安装透明的有机玻璃，下半部安装一双与箱体密封，用于操作的长手套，其内安装有可转动的载物盘；所述的中转室为立式柱体，其与操作室和反应室之间设置有用于隔离的闸板阀。本实用新型进料设备具有独立、密封性优良的净化系统，满足各种基片的工艺需求。

Description

一种用于MOCVD设备的进料设备

技术领域

本实用新型涉及制备制化合物半导体材料的技术，尤其涉及一种用于MOCVD设备的进料设备。

背景技术

MOCVD（Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition）设备是当代用于制备化合物半导体材料的最佳工艺装备。由于它在制备各种薄膜晶体材料中具有独到的优势，使新型微波，毫米波器件及先进的微电子、光电子器件的设计和制造由传统的“掺杂工程”发展到了“能带工程”和“电子特性与光学特性裁剪”的新时代，极大地推动了微波、亳米波器件及微电子、光电子器件的飞速发展。正因为如此，全世界电子技术领域都争相应用、开发。

MOCVD的技术价值确实诱人，但其要求也的确非常高精。以最不引人注意的部位为：工艺中使用的金属有机源及相关气源，其纯度均在6N（即99.9999%）以上。综合说这是反应室内，其实反应室外的非工艺状况下，基片盒的开启、基片的取出、放置、传输及工艺片的提取、装盒、取出、传输，其要求也近乎苛刻。主要表现在以下几个方面：①抗尘埃粒子的净化级别要达0.1级以上；因为MOCVD工艺所制备的都是薄层、超薄层低维半导体材料，所以哪怕是在基片或工艺片上落一颗0.1UM这样小的尘埃，都如一座小山压顶，无法容忍；然而我们又不可能将设备所在的净化间做成 0.1级这样高的要求，除了造价十分昂贵外，目前我们的技术水准也难于达到。②抛开尘埃粒子外，空气本身就是污染源。空气中成分复杂，氧和水是比较典型的污染源。例如：GaAs基片在空气中会迅氧化，而这是MOCVD淀积工艺所不允许的。而且一旦发生，该氧化层去除极为困难；Inp基片易快速吸收空气中的水分，要去除也非常麻烦。GaN基片就更娇气，连在装载中其表面偶尔吸附了一点点空气，都要尽力去除。③反应室内的残气也决不允许泄到设备外。因为参与反应的金属烷遇水或燃烧时，将发生爆炸，一旦泄漏造成局部积累，将造成严重后果。对人的危害更大的则是某些氢化物，例如ph₃，人体吸入量必须＜0.3ppm，AsH₃的人体允许吸入量＜0.05ppm，若ph₃的含量到100ppm或AsH₃达6ppm,几小时就使人至死。因此，严格控制这些化合物的外泄，哪怕是极微量的反应残气，都十分重要，细小的疏忽都可能造成灾难性的后果。

目前，国产MOCVD设备涉及的进料结构存在以下不足和缺陷：

1、有的国产设备没有独立的进料结构，直接对反应室进行放片取片的操作，即使后续对反应室处进行了改造，也很难保证洁净度造成交叉污染；

2、有的国产设备即使有进料结构，但密封性能差，净化处理效果不好，将造成交叉污染；

3、进料机构的功能不完备，工业化生产能力欠缺；

4、进料机构的自动化程度不高，尤其是向反应室自动进出片功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于MOCVD

设备的进料设备。

本实用新型采用以下技术方案是，设计一种用于MOCVD设备的进料设备，包括进料筒、操作室和中转室，其中：

所述的进料筒采用卧式柱体，其后端密封，前端设有进料门，侧面通过一出料门与操作室相通，进料筒内设有托物盘；

所述的操作室为一密封的箱体，其正面上半部安装透明的有机玻璃，下半部安装一双与箱体密封，用于操作的长手套，其内安装有可转动的载物盘；

所述的中转室为立式柱体，其与操作室之间设置有用于隔离的闸板阀，在靠操作室一侧的后部，设有载片盘暂存区，所述的中转室内装有机械手，用于从操作室将载片盘送到反应室，或从操作室将载片盘送到所述的载片盘存放区。

在一较佳实施例中，所述的进料筒与一螺旋真空泵和高纯度N₂气入口相连接。所述的操作室设有氮气保护装置、真空吸笔、N₂气露点仪和N₂吹扫器。所述的操作室安装有氮气再生循环系统。所述的操作室内安装有保持操作室正压的压力保护装置。所述的中转室设有高纯度的N₂进出口。

与现有技术相比，本实用新型对空气具有以下有益效果：

1、进料设备具有独立、密封性优良的净化系统；

2、进料设备的功能，和自动化程度，满足工业化生产的需要；

3、进料设备进行标准化、通用化配置，满足各种基片的工艺需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图;

图2为本实用新型的结构俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对实用新型进行详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型提出的用于MOCVD设备的进料设备包括：

进料筒1、操作室2和中转室3。

进料筒1为一卧式柱体，有两个通道，正面前端设有进料门11，直接与操作人员相对，侧边设有与操作室相通的密封出料门12。进料筒筒体与一螺旋泵相接，可以将筒体抽成高真空，使进入的基片，辅料、工具都能除尽空气。进料筒还配有高纯N₂气入口。

操作室2为一密封优良的箱体结构。其正面上半部安装有机玻璃21，操作者可清楚地观察其内部各个方位。下半部安装有一双与箱体密封的长手套22，操作者可戴上手套，完成灵活的操作，如装片、取片，开启装片盒，必要的内部维修等等。操作2内还安装有可转动的载物盘23及真空吸笔24，方便装片、取片，而且不损伤基片或工艺片。操作室内还装有N₂气露点仪和N₂吹扫器，N₂气露点仪用于检测室内的 N₂气氛达到的浓度，吹扫器用于吹扫某些死角残存的空气。操作室采用N₂ 赶气达到N₂的气氛浓度，为节省N₂还可以配置N₂气过滤器，氮气再生循环系统25。在操作室内部的一个角落处，设置了储存间，存放片盒、空盒、辅料、工具等，不碍事，也降低了进料筒开启频率，尽量减少空气卷入的机会。

中转室3为一立式柱体，其与操作室和反应室之间设置有闸板阀31进行隔离。在靠操作室一侧的后部，配有载片盘暂存区，成为操作室与反应室之间载片盘的周转站。中转室内装有机械手，完成从操作室将载片盘送到反应室（或载片盘存放区）准确工位上，反之亦然。整个操作过程由计算机控制精确完成。这不光是自动化和提高产能，更重要的是保证了操作人员的安全。因为反应内通常是高温和有毒的。中转室也与一螺旋泵相连，并配了高纯N₂的进口和出口，泵排出的气体送到反应室气体的排出通道，要作专门处理才能排放。

本实用新型用于MOCVD的进料机构，满足了所有各种类型基片（GaAs、GaN、Inp、ZnO等）的工艺要求，具有通用性。尤其是对于抗污染、防毒性均具有很好的适用性。实践证明，只要加工合格，安装到位，整个密封性要求都优于设计指标。贴合工序要求的设计布局（如操作室内的存放区、中转室内的周转站），加上机械手操作的自动化，为实现工业化生产提供高效、安全、可靠、便利的条件。

Claims (8)

1.一种用于MOCVD设备的进料设备，包括进料筒（1）、操作室（2）和中转室（3），其特征在于：

所述的进料筒（1）采用卧式柱体，其后端密封，前端设有进料门（11），侧面通过一密封的出料门（12）与操作室（2）相通，进料筒内设有托物盘（13）；

所述的操作室（2）为一密封的箱体，其正面上半部安装透明的有机玻璃（21），下半部安装一双与箱体密封，用于操作的长手套（22），其内安装有可转动的载物盘（23）；

所述的中转室（3）为立式柱体，其与操作室和反应室之间设置有用于隔离的闸板阀（31），在靠操作室一侧的后部，设有载片盘暂存区，所述的中转室内装有机械手。

2.如权利要求1所述的进料设备，其特征在于：所述的进料筒（1）与一螺旋真空泵相连接。

3.如权利要求1所述的进料设备，其特征在于：所述的进料筒（1）配有高纯度N2气入口。

4.如权利要求1所述的进料设备，其特征在于：所述的操作室（2）设有氮气保护装置。

5.如权利要求4所述的进料设备，其特征在于：所述的操作室（2）内安装有真空吸笔、N2气露点仪和N2吹扫器。

6.如权利要求4所述的进料设备，其特征在于：所述的操作室（2）安装有氮气再生循环系统。

7.如权利要求1所述的进料设备，其特征在于：所述的操作室（2）内安装有保持操作室正压的压力保护装置。

8.如权利要求1所述的进料设备，其特征在于：所述的中转室（3）设有高纯度的N2进出口。

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