CN217773620U - 一种mocvd尾气粉尘收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种MOCVD尾气粉尘收集装置，包括粉尘过滤器，粉尘过滤器包括依次设置的冷却室、过滤室和洁净室，冷却室和过滤室相连通，过滤室和洁净室彼此独立，粉尘过滤器还包括设置在过滤室内的第一滤芯，尾气由进气接口进入冷却室冷却后，然后经第一滤芯过滤进入洁净室，再排出洁净室，该MOCVD尾气粉尘收集装置还包括具有氮气出口的氮气吹扫机构、连接在过滤室上的氮气出气管路及可拆卸连接在氮气出气管路上的收集器，当氮气吹扫机构吹出氮气时，过滤室内的至少部分粉尘和/或第一滤芯外表面的至少部分粉尘在氮气气流的作用下，进入收集器内富集。本实用新型能够有效减少维护次数，增加MOCVD设备的运行时间，提升生产效率。

Description

一种MOCVD尾气粉尘收集装置

技术领域

本实用新型属于MOCVD设备尾气处理技术领域，具体涉及一种MOCVD尾气粉尘收集装置。

背景技术

硅基氮化镓目前是比较热门的第三代半导体功率器件材料，其主要采用德国金属有机化合物化学气相沉积设备生产厂商爱思强(AIXTRON)生产的金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)系统进行异质外延生长，该系统的核心工作是：在特定的反应室，特定压力和温度条件下，通入原材料和氮气或氢气在反应室中进行化学反应，并在硅衬底上生长出需要的氮化镓薄膜。在反应室发生化学反应后会产生大量的粉尘并进入粉尘过滤器，再由主泵抽出，经过废气过滤设备完成净化，净化后的气体才能进入大气中。

如图1所示，现有的粉尘过滤器包括依次设置的冷却室1′、过滤室2′及洁净室3′，冷却室1′上连接有进气接口4′，洁净室3′上连接有出气接口5′，冷却室1′和过滤室2′相连通，过滤室2′和洁净室3′之间设置用于将二者隔开的隔板6′，该粉尘过滤器还包括设置在过滤室2′内且一端部与隔板6′相连的多个滤芯7′，隔板6′上对应各个滤芯7′的位置分别开设通孔，各个滤芯7′的内腔的一端通过通孔与洁净室3′连通、另一端封闭。MOCVD系统的反应室内产生的含粉尘的热气体经进气接口4′进入冷却室1′，经冷却室1′内的水冷机构降温，然后进入过滤室2′，经滤芯7′过滤后进入洁净室3′，最后经出气接口5′流出粉尘过滤器，经主泵抽出，再经废气过滤设备完成净化后排出大气。

粉尘过滤器的维护周期是根据反应室的压力传感器与粉尘过滤器后安装的压力传感器之间的差值大小(记为DP值)来确定。实际使用过程中，由于产生的粉尘较多，DP值会比较快就达到需要更换的数值(通常DP值≥30mbar时，就需进行维护、更换滤芯)，导致维护次数多，并且维护时需要将粉尘过滤器拆下来进行维护，更换其中的滤芯，然后安装上新的滤芯并进行相关验证，而且更换滤芯后需要进行一次试产确认设备是否可以达到生产的状态。成本较高，且过多的维护次数会降低大规模生产的机时及降低产品的良率，还会导致MOCVD设备的利用率较低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的粉尘过滤器维护次数较多导致的成本高、MOCVD设备利用率低等问题，而提供一种改进的MOCVD尾气粉尘收集装置。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种MOCVD尾气粉尘收集装置，包括粉尘过滤器，所述粉尘过滤器包括依次设置的冷却室、过滤室和洁净室，所述冷却室上连接有进气接口，所述洁净室上连接有出气接口，所述冷却室和过滤室相连通，所述过滤室和洁净室彼此独立，所述粉尘过滤器还包括设置在所述过滤室内的第一滤芯，尾气由所述进气接口进入所述冷却室冷却后，然后经所述第一滤芯过滤进入所述洁净室，再经所述出气接口排出所述洁净室，所述MOCVD尾气粉尘收集装置还包括具有氮气出口的氮气吹扫机构、连接在所述过滤室上的氮气出气管路及可拆卸连接在所述氮气出气管路上的收集器，当所述氮气吹扫机构吹出氮气时，所述过滤室内的至少部分粉尘和/或所述第一滤芯外表面的至少部分粉尘在氮气气流的作用下，进入所述收集器内富集。

根据本实用新型的一些实施方面，所述氮气出口位于所述过滤室内，所述氮气出口朝向所述第一滤芯设置。

根据本实用新型的一些实施方面，所述氮气吹扫机构包括氮气气源设备及氮气进气管路，所述氮气进气管路包括与所述氮气气源设备相连的氮气进气总管道及一端部分别与所述氮气进气总管道相连的氮气进气分支管道，所有所述氮气进气分支管道的另一端部设置喷嘴，所有所述喷嘴的喷口形成所述氮气出口。

进一步地，所述氮气进气总管道上设置第一阀门。

根据本实用新型的一些实施方面，所述氮气出气管路上且位于所述收集器的两侧分别设置有第二阀门。

进一步地，所述收集器包括可拆卸连接在所述氮气出气管路上的外壳及设置在所述外壳内的粉尘过滤组件，当所述外壳连接在所述氮气出气管路上时，所述外壳内部可与所述氮气出气管路连通。

在一些实施方式中，所述粉尘过滤组件为第二滤芯，所述外壳内设有用于将所述外壳的内腔分隔成彼此独立的第一腔室和第二腔室的隔板，所述第一腔室通过所述氮气出气管路与所述过滤室连通，所述第二滤芯位于所述第一腔室内且所述第二滤芯的一端部与所述隔板相连，所述隔板上对应所述第二滤芯的位置开设通孔，所述第二滤芯的内腔的一端通过所述通孔与所述第二腔室连通、另一端封闭。

优选地，靠近所述第二腔室的所述第二阀门设有过滤网。

根据本实用新型的一些实施方面，所述第一滤网设置多个；和/或，所述进气接口上设置第三阀门，所述出气接口上设置第四阀门。

根据本实用新型的一些实施方面，所述过滤室和洁净室之间设置用于将所述过滤室和洁净室分隔开的隔板，所述第一滤芯的一端部与所述隔板相连，所述隔板对应所述第一滤芯的位置开设通孔，所述第一滤芯的内腔的一端通过所述通孔与所述洁净室连通、另一端封闭。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的MOCVD尾气粉尘收集装置通过氮气吹扫机构和收集器的配合设置，能够有效减少维护次数，增加MOCVD设备的运行时间，提升生产效率，从而产生可观的经济效益。此外，维护次数减少，相应的滤芯更换频率减小，节约验证时间，成本降低。

附图说明

图1为现有的粉尘过滤器的俯视结构示意图；

图中：1′、冷却室；2′、过滤室；3′、洁净室；4′、进气接口；5′、出气接口；6′、隔板；7′、滤芯；

图2为本实用新型一个实施例的MOCVD尾气粉尘收集装置的俯视结构示意图；

图3为图2的MOCVD尾气粉尘收集装置的第一隔板和第一滤芯的剖视结构示意图；

图中：1、冷却室；2、过滤室；3、洁净室；4、进气接口；5、出气接口；6、第一隔板；7、第一滤芯；8、氮气进气管路；8a、氮气进气总管道；8b、氮气进气分支管道；9、收集器；9a、外壳；9b、第二隔板；9c、第二滤芯；9d、第一腔室；9e、第二腔室；10、氮气出气管路；11、喷嘴；12、第一阀门；13、第二阀门；14、第三阀门；15、第四阀门。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做进一步描述：

如图2～3所示的MOCVD尾气粉尘收集装置，包括粉尘过滤器，粉尘过滤器包括依次设置的冷却室1、过滤室2和洁净室3，冷却室1上连接有进气接口4，洁净室3上连接有出气接口5，冷却室1和过滤室2相连通，过滤室2和洁净室3之间设置用于将二者隔开的第一隔板6，该粉尘过滤器还包括设置在过滤室2内且一端部与第一隔板6相连的多个第一滤芯7，第一隔板6上对应各个第一滤芯7的位置开设第一通孔，各个第一滤芯7的内腔的一端通过第一通孔与洁净室3连通、另一端封闭。

参见图2，该MOCVD尾气粉尘收集装置还包括具有氮气出口的氮气吹扫机构、连接在过滤室2上的氮气出气管路10及可拆卸连接在氮气出气管路10上的收集器9，氮气出口位于过滤室2内且氮气出口朝向第一滤芯7设置。当氮气吹扫机构吹出氮气时，过滤室2内的至少部分粉尘和第一滤芯7外表面的至少部分粉尘在氮气气流的作用下，进入收集器9内富集。

该氮气吹扫机构包括氮气气源设备及氮气进气管路8，氮气进气管路8包括与氮气气源设备相连的氮气进气总管道8a及一端部分别与氮气进气总管道8a相连的氮气进气分支管道8b，所有氮气进气分支管道8b的另一端部设置喷嘴11，所有喷嘴11的喷口形成氮气出口。本例中，至少部分氮气进气总管道8a设置在过滤室2内，所有氮气进气分支管道8b设置在过滤室2内。

具体地，氮气进气总管道8上设置第一阀门12，第一阀门位于过滤室2外。

本例中，氮气出气管路10上且位于收集器9的两侧分别设置第二阀门13，第二阀门13为手动阀门。

该收集器9包括可拆卸连接在氮气出气管路10上的外壳9a及设置在外壳9a内的粉尘过滤组件，当外壳9a连接在氮气出气管路10上时，外壳9a内部可与氮气出气管路10连通。

本例中，粉尘过滤组件为第二滤芯9c，外壳9a内设有用于将外壳9a的内腔分隔成彼此独立的第一腔室9d和第二腔室9e的第二隔板9b，第一腔室9d通过氮气出气管路10与过滤室2连通，第二滤芯9c位于第一腔室9d内且第二滤芯9c的一端部与第二隔板9b相连，第二隔板9b上对应第二滤芯9c的位置开设第二通孔，第二滤芯9c的内腔的一端通过第二通孔与第二腔室9e连通、另一端封闭。

靠近第二腔室9e的第二阀门13设有过滤网。

本例中，进气接口4上设置第三阀门14，出气接口5上设置第四阀门15，第三阀门14、第四阀门15分别为手动阀门。

通过上述设置的MOCVD尾气粉尘收集装置的工作过程：

使用时，氮气出气管路10与车间的真空管路相连。生产过程中，当检测到DP值为30mbar以上时，说明MOCVD设备已不能继续进行正常生产，打开反应室(此时会将反应室与后段管路隔离开)，关闭第三阀门14和第四阀门15，打开靠近收集器9的第二腔室9e的第二阀门13，打开收集器9和过滤室2之间的第二阀门13，缓慢打开氮气进气总管道8a上的第一阀门12，将3kg左右的氮气经喷嘴11吹入过滤室2内，氮气吹扫过程中，附着在第一滤芯7上的粉尘会因氮气气流作用而振落，随着气流进入收集器9中，又由于氮气出气管路10与真空管路相连，能更顺利地将粉尘富集到收集器9内，吹扫大约1min，然后依次关闭第一阀门12、收集器9和过滤室2之间的第二阀门13以及靠近收集器9的第二腔室9e的第二阀门13，大约5min后再一次进行上述吹扫操作，进行3次吹扫之后，关闭第一阀门12及两个第二阀门13，打开第三阀门14和第四阀门15，关闭反应室，检测DP值，此时DP值已下降为大约5mbar，MOCVD设备可以继续正常生产。在MOCVD设备正产生产过程中，可以拆下收集器9进行清理，清理完后再安装使用。

采用上述的MOCVD尾气粉尘收集装置相比现有的粉尘过滤器，基本上可以节约2次更换第一滤芯7及验证的时间，延长MOCVD设备的运行时间，增加MOCVD设备的生产效率，同时降低耗材的使用量，有效降低成本。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MOCVD尾气粉尘收集装置，包括粉尘过滤器，所述粉尘过滤器包括依次设置的冷却室、过滤室和洁净室，所述冷却室上连接有进气接口，所述洁净室上连接有出气接口，所述冷却室和过滤室相连通，所述过滤室和洁净室彼此独立，所述粉尘过滤器还包括设置在所述过滤室内的第一滤芯，尾气由所述进气接口进入所述冷却室冷却后，然后经所述第一滤芯过滤进入所述洁净室，再经所述出气接口排出所述洁净室，其特征在于：所述MOCVD尾气粉尘收集装置还包括具有氮气出口的氮气吹扫机构、连接在所述过滤室上的氮气出气管路及可拆卸连接在所述氮气出气管路上的收集器，当所述氮气吹扫机构吹出氮气时，所述过滤室内的至少部分粉尘和/或所述第一滤芯外表面的至少部分粉尘在氮气气流的作用下，进入所述收集器内富集。

2.根据权利要求1所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：所述氮气出口位于所述过滤室内，所述氮气出口朝向所述第一滤芯设置。

3.根据权利要求1或2所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：所述氮气吹扫机构包括氮气气源设备及氮气进气管路，所述氮气进气管路包括与所述氮气气源设备相连的氮气进气总管道及一端部分别与所述氮气进气总管道相连的氮气进气分支管道，所有所述氮气进气分支管道的另一端部设置喷嘴，所有所述喷嘴的喷口形成所述氮气出口。

4.根据权利要求3所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：所述氮气进气总管道上设置第一阀门。

5.根据权利要求1所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：所述氮气出气管路上且位于所述收集器的两侧分别设置有第二阀门。

6.根据权利要求5所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：所述收集器包括可拆卸连接在所述氮气出气管路上的外壳及设置在所述外壳内的粉尘过滤组件，当所述外壳连接在所述氮气出气管路上时，所述外壳内部可与所述氮气出气管路连通。

7.根据权利要求6所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：所述粉尘过滤组件为第二滤芯，所述外壳内设有用于将所述外壳的内腔分隔成彼此独立的第一腔室和第二腔室的隔板，所述第一腔室通过所述氮气出气管路与所述过滤室连通，所述第二滤芯位于所述第一腔室内且所述第二滤芯的一端部与所述隔板相连，所述隔板上对应所述第二滤芯的位置开设通孔，所述第二滤芯的内腔的一端通过所述通孔与所述第二腔室连通、另一端封闭。

8.根据权利要求7所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：靠近所述第二腔室的所述第二阀门设有过滤网。

9.根据权利要求1所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：所述第一滤芯设置多个；和/或，所述进气接口上设置第三阀门，所述出气接口上设置第四阀门。

10.根据权利要求1所述的MOCVD尾气粉尘收集装置，其特征在于：所述过滤室和洁净室之间设置用于将所述过滤室和洁净室分隔开的隔板，所述第一滤芯的一端部与所述隔板相连，所述隔板对应所述第一滤芯的位置开设通孔，所述第一滤芯的内腔的一端通过所述通孔与所述洁净室连通、另一端封闭。

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