CN203878209U - 一种用于mocvd设备的mo源供给系统管路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于MOCVD设备的MO源供给系统管路，其包括多个并联设置的MO源供给系统，所述MO源供给系统包括：控制载气流量的第一质量流量控制器，所述第一质量流量控制器通过第一气动阀与MO源瓶入口处的第一手动阀相连通，所述MO源瓶的出口依次通过第二手动阀和第二气动阀与压力控制器相连通，所述第一气动阀和所述第二气动阀之间还设有将二者直接连通的第三气动阀，还包括设于载气输入端与所述压力控制器之间，将二者直接连通的第二质量流量控制器。在本实用新型中，所述第二质量流量控制器的设置可以增加带有MO源的载气通往所述压力控制阀的压强，使得带有MO源的载气能够顺利达到反应室，保证实验的顺利进行。

Description

一种用于MOCVD设备的MO源供给系统管路

技术领域

本实用新型涉及一种金属有机物化学气相MOCVD生长设备技术领域，具体地说涉及一种MOCVD的MO源供给系统管路。 

背景技术

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族、II-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500-1200℃，用射频感应加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方)，H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。因为MOCVD生长使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物质，并且要生长多组分、大面积、薄层和超薄层异质材料。因此在MOCVD系统的设计思想上，通常要考虑系统密封性，流量、温度控制要精确，组分变换要迅速，系统要紧凑等。不同厂家和研究者所产生或组装的MOCVD设备是不同的，但一般来说，MOCVD设备是由源供给系统、气体输运和流量控制系统、反应室及温度控制系统、尾气处理及安全防护报警系统、自动操作及电控系统等组成。 

MO源供给系统包括III族金属有机化合物、V族氢化物及掺杂源的供给。金属有机化合物装在特制的不锈刚的鼓泡器中，由通入的高纯H2携带输运到反应室。为了保证金属有机化合物有恒定的蒸汽压，源瓶置入电子恒温器中，温度控制精度可达0.2℃以下。氢化物一般是经高纯H2稀释到浓度5％-10％后，装入钢瓶中，使用时再用高纯H2稀释到所需浓度后，输运到反应室。掺杂源有两类，一类是金属有机化合物-MO源，另一类是氢化物，其输运方法分别与金属有机化合物源和氢化物源的输运相同。 

中国专利文献CN102732956A所述的一种用于MOCVD设备GaN外沿MO源供给系统中，公开了一种分别通过载气进气管与气源相连的标准管路，所述标准管路由源瓶部件，两个手动隔离阀，四个气动隔离阀，质量流量控制器以及压力控制器组成；源瓶部件又包括不锈钢源瓶与两个手动隔离阀，上述的两个手动隔离阀在工艺生长时是常开的，源瓶是放在恒温水浴槽中。所述标准管路中的载气进气管路，依次连接有气动隔离阀、质量流量控制器和气动隔离阀。在质量流量控制器的出口经过一 个气动隔离阀与MO源的出气管路相连，该气动隔离阀通常是关闭的，一旦开启，载气就直接进入run/vent切换回路而不通向源瓶。进行工艺生长时，打开气动隔离阀，载气经过控制气体流量的质量流量控制器，然后进入源瓶携带出MO源依次进过气动隔离阀和压力控制器，压力控制器的出口与run/vent切换回路相连，通过压力控制器控制源瓶的出口压力，当开启气动隔离阀，MO源就可进入run/vent切换回路。在源瓶进出口管路之间直接连接有一条管道，管道上安装有两个手动隔离阀，该两个手动隔离阀之间有一条排气管路直接通向干泵，在工艺生长时，上述两个手动隔离阀是关闭的，只在更换源瓶时开启，可将管路反复清洗、抽空。 

上述专利文献所述的MO源供给系统的标准管路，存在以下不足之处：在该标准管路中，当由源瓶内输出的载气气压较低时，载气不能顺利、快速的将MO源输入run/vent切换回路，从而存在该MO源不能顺利到达反应室的可能。 

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的MO源供给系统，当由源瓶内输出的载气气压较低时，可能导致MO源不能顺利到达反应室，进而提供一种具有增加功能，能保证MO源能顺利到达反应室的MOCVD的MO源供给系统管路。 

为解决上述技术问题，本实用新型的一种MOCVD的MO源供给系统管路，其包括多个并联设置的MO源供给系统，所述MO源供给系统包括：控制载气流量的第一质量流量控制器，所述第一质量流量控制器通过第一气动阀与MO源瓶入口处的第一手动阀相连通，所述MO源瓶的出口依次通过第二手动阀和第二气动阀与压力控制器相连通，所述第一气动阀和所述第二气动阀之间还设有将二者直接连通的第三气动阀，还包括设于载气输入端与所述压力控制器之间，将二者直接连通的第二质量流量控制器。 

所述压力控制器的出口还连接有可以切换至run/vent真空MO输送管路的run/vent气动阀。 

每个所述MO源供给系统的所述第一手动阀的进气端与所述第二手动阀的出气端之间设有连通管道，所述连通管道上设有一个“T”型连通阀，所述T”型连通阀的横向的左右两端分别通过第四气动阀、第五气动阀与所述第一手动阀、第二手动阀相连通，所述T”型连通阀的垂直端与抽真空干泵连通。 

所述抽真空干泵的连接端端部还设有第六气动阀。 

所述第一气动阀和第二气动阀之间的状态一致，且与第三气动阀的状态相反，三者之间形成联动的第一组合气动阀。 

所述第四气动阀和第五气动阀形成状态一致的联动的第二组合气动阀。 

所述MO源瓶的入口管道延伸至所述MO源瓶的底部。 

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 

(1)在本实用新型所述的MO源供给系统中，还包括设于载气输入端与所述压力控制器之间，将二者直接连通的第二质量流量控制器，所述第二质量流量控制器的设置可以增加带有MO源的载气通往所述压力控制阀的压强，使得带有MO源的载气能够顺利达到反应室，保证实验的顺利进行。 

(2)在本实用新型所述的MO源供给系统中，所述压力控制器的出口还连接有可以切换至run/vent真空MO输送管路的run/vent气动阀，所述run/vent气动阀可以防止run/vent真空MO输送管路中的载气倒回到压力控制阀中。 

(3)在本实用新型所述的MO源供给系统中，所述第一气动阀和第二气动阀之间的状态一致，且与第三气动阀的状态相反，三者之间形成联动的第一组合气动阀；所述第四气动阀和第五气动阀形成状态一致的联动的第二组合气动阀。所述第一组合气动阀与所述第二组合气动阀之间的相互配合，可以实现MO源进行跟换时，对管路的吹扫，从而防止不同的MO源之间出现交叉污染。 

(4)在本实用新型所述的MO源供给系统中，所述MO源瓶的入口管道延伸至所述MO源瓶的底部，这样载气进入所述MO源瓶后，能够将大量的MO源载入后续管路，载入量大，且工作效率高。 

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 

图1是本实用新型所述的MOCVD的MO源供给系统管路示意图； 

图中附图标记表示为：1-第一质量流量控制器；2-MO源瓶；3-压力控制器；4-载气输入端；5-第二质量流量控制器；6-run/vent气动阀；7-抽真空干泵；11-第一气动阀；12-第二气动阀；13-第三气动阀；14-第四气动阀；15-第五气动阀；16-第六气动阀；21-第一手动阀；22-第二手动阀。 

具体实施方式

以下将结合附图，使用以下实施方式对本实用新型进行进一步阐述。 

如图1所示，本实施例所述的一种MOCVD的MO源供给系统管路，其包括多个并联设置的MO源供给 系统，所述MO源供给系统包括：控制载气流量的第一质量流量控制器1，所述第一质量流量控制器1通过第一气动阀11与MO源瓶2入口处的第一手动阀21相连通，所述MO源瓶2的出口依次通过第二手动阀22和第二气动阀12与压力控制器3相连通，所述第一气动阀11和所述第二气动阀12之间还设有将二者直接连通的第三气动阀13，还包括设于载气输入端4与所述压力控制器3之间，将二者直接连通的第二质量流量控制器5。在本实施例中，所述第二质量流量控制器5的设置可以增加带有MO源的载气通往所述压力控制阀的压强，使得带有MO源的载气能够顺利达到反应室，保证实验的顺利进行。 

在本实施例中，所述压力控制器3的出口还连接有可以切换至run/vent真空MO输送管路的run/vent气动阀6，所述run/vent气动阀6可以防止run/vent真空MO输送管路中的载气倒回到压力控制阀中。 

进一步，在本实施例中上，每个所述MO源供给系统的所述第一手动阀21的进气端与所述第二手动阀22的出气端之间设有连通管道，所述连通管道上设有一个“T”型连通阀，所述T”型连通阀的横向的左右两端分别通过第四气动阀14、第五气动阀15与所述第一手动阀21、第二手动阀22相连通，所述T”型连通阀的垂直端与抽真空干泵7连通。所述抽真空干泵7的连接端端部还设有第六气动阀16。 

作为优选的实施方式，在本实施例中，所述第一气动阀11和第二气动阀12之间的状态一致，且与第三气动阀13的状态相反，三者之间形成联动的第一组合气动阀；所述第四气动阀14和第五气动阀15形成状态一致的联动的第二组合气动阀。在本实施例中，所述第一组合气动阀与所述第二组合气动阀之间的相互配合，可以实现MO源进行跟换时，对管路的吹扫，从而防止不同的MO源之间出现交叉污染。 

在上述实施例的基础上，本实施例中，优选所述MO源瓶2的入口管道延伸至所述MO源瓶2的底部，这样载气进入所述MO源瓶2后，能够将大量的MO源载入后续管路，载入量大，且工作效率高。 

上述实施例所述的MO源供给系统的具体工作过程如下： 

所述第一气动阀11、所述第二气动阀12、所述第一手动阀21、所述第二手动阀22和所述run/vent气动阀6处于闭合状态，所述第三气动阀13、所述第四气动阀14、所述第五气动阀15和所述第六气动阀16处于打开状态，所述载气有所述载气输入端4进行后，经所述第一质量流量控制器1后，适量的所述载气依次通过所述第一气动阀11和所述第一手动阀21进入所述MO源瓶2内，然后由所述MO源瓶2出口承载设MO源通过所述第二手动阀22和所述第二气动阀12，再通过所述压力控制器3和所述run/vent气动阀6后，进入所述run/vent真空MO输送管路，并经过后续管路，最终使得所述MO源进入反应室，在所述载气进入所述压力控制器3时，可以开启所述第二质量流量控制器5来增加所述载气的压强，使得其顺利进行所述压力控制器3和后续管道。 

上述实施例所述的MO源供给系统更换MO源时的具体吹扫过程如下： 

断开所述第一气动阀11、所述第二气动阀12、所述第一手动阀21和所述第二手动阀22，闭合所述 第三气动阀13、所述第四气动阀14、所述第五气动阀15和所述第六气动阀16，开启所述抽真空干泵7，所述抽真空干泵7将对所述第一气动阀11和所述第一手动阀21，以及所述第一气动阀11和所述第二手动阀22之间的管路进行抽真空，从而将对应管路中的所述MO源吹扫出来；当气体被抽干时，闭合所述第一气动阀11和所述第二气动阀12，断开所述第三气动阀13，相应管路进行充气，以进行再次吹扫；在实际操作时，可以不断的循环上述过程，以实现所述MO源的彻底清扫，具体的循环次数根据不同的MO源、质量流量控制器、压力控制器3等相关部件的实际情况来设定。 

当所述第三气动阀13闭合时，所述载气直接所述第一质量流量控制器1、所述第三气动阀13、所述压力控制器3和所述run/vent气动阀6进入所述run/vent真空MO输送管路。 

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 

Claims (7)

1.一种用于MOCVD设备的MO源供给系统管路，其包括多个并联设置的MO源供给系统，所述MO源供给系统包括：控制载气流量的第一质量流量控制器(1)，所述第一质量流量控制器(1)通过第一气动阀(11)与MO源瓶(2)入口处的第一手动阀(21)相连通，所述MO源瓶(2)的出口依次通过第二手动阀(22)和第二气动阀(12)与压力控制器(3)相连通，所述第一气动阀(11)和所述第二气动阀(12)之间还设有将二者直接连通的第三气动阀(13)，其特征在于：还包括设于载气输入端(4)与所述压力控制器(3)之间，将二者直接连通的第二质量流量控制器(5)。

2.根据权利要求1所述的用于MOCVD设备的MO源供给系统管路，其特征在于：所述压力控制器(3)的出口还连接有可以切换至run/vent真空MO输送管路的run/vent气动阀(6)。

3.根据权利要求2所述的用于MOCVD设备的MO源供给系统管路，其特征在于：每个所述MO源供给系统的所述第一手动阀(21)的进气端与所述第二手动阀(22)的出气端之间设有连通管道，所述连通管道上设有一个“T”型连通阀，所述T”型连通阀的横向的左右两端分别通过第四气动阀(14)、第五气动阀(15)与所述第一手动阀(21)、第二手动阀(22)相连通，所述T”型连通阀的垂直端与抽真空干泵(7)连通。

4.根据权利要求3所述的用于MOCVD设备的MO源供给系统管路，其特征在于：所述抽真空干泵(7)的连接端端部还设有第六气动阀(16)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于MOCVD设备的MO源供给系统管路，其特征在于：所述第一气动阀(11)和第二气动阀(12)之间的状态一致，且与第三气动阀(13)的状态相反，三者之间形成联动的第一组合气动阀。

6.根据权利要求3或4所述的用于MOCVD设备的MO源供给系统管路，其特征在于：所述第四气动阀(14)和第五气动阀(15)形成状态一致的联动的第二组合气动阀。

7.根据权利要求5所述的用于MOCVD设备的MO源供给系统管路，其特征在于：所述MO源瓶(2)的入口管道延伸至所述MO源瓶(2)的底部。