專利名稱：一種金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備放空壓力控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，特別專注于金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備的放空管線壓力控制裝置。
技術(shù)背景金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備是適合生長(zhǎng)半導(dǎo)體照明用LED材料外延片的良好技術(shù)。也是一種工業(yè)化的經(jīng)濟(jì)實(shí)用技術(shù)，其生長(zhǎng)原理是在一塊加熱適當(dāng)溫度的襯底上，含有III和V族元素的氣態(tài)化合物有控制的輸送到襯底表面，生長(zhǎng)出有特定組分、特定厚度、 特定電學(xué)和光學(xué)參數(shù)的薄膜沉積材料。運(yùn)行管線和放空管線作為金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備最主要的兩個(gè)管線，在外延生長(zhǎng)過程中，金屬有機(jī)源通過運(yùn)行隔膜閥和放空隔膜閥需要多次切換。若運(yùn)行管線和放空管線的壓力差過大，在切換的瞬間會(huì)給運(yùn)行管線的壓力造成沖擊，從而造成運(yùn)行管線的流量沖擊、反應(yīng)室的壓力波動(dòng)等一系列對(duì)外延生長(zhǎng)不利的嚴(yán)重問題。目前采用的裝置大多是放空管線的后端(尾氣系統(tǒng)之前)安裝一個(gè)調(diào)節(jié)閥，在設(shè)備運(yùn)行之前根據(jù)外延壓力的需求，通過調(diào)整調(diào)節(jié)閥的開度使放空管線的壓力固定，而工作過程中則實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)運(yùn)行管線的壓力盡量減少上述問題。但我們知道，由于放空管線的介質(zhì)為氣體，一般為N2、H2、金屬有機(jī)源的混合物，而氣體的壓縮性很強(qiáng)，當(dāng)氣體的流量、混合比不同時(shí)，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)放空管線的壓力恒定。也就是說，運(yùn)行管線和放空管線的壓力差問題是無(wú)法根本解決的。另外，在外延生長(zhǎng)過程中，由于生長(zhǎng)的階段不同，一般會(huì)對(duì)運(yùn)行管線壓力的變化提出要求，但受限于和放空管線的壓力差，所以大大制約了運(yùn)行管線壓力的可調(diào)節(jié)范圍。最后，放空管線的調(diào)節(jié)閥調(diào)整是人為調(diào)整，而且是離線進(jìn)行，很難保證不同操作人員調(diào)整的規(guī)范化和一致性。即便同一操作人員，不同的調(diào)整也很難相同，而金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備的外延過程卻對(duì)外圍條件的可重復(fù)性要求很高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決了金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備的放空管線壓力的實(shí)時(shí)精確控制，從根本上保證放空管線壓力實(shí)時(shí)跟隨并略低于運(yùn)行管線壓力，避免了管線切換時(shí)的壓力沖擊。本實(shí)用新型提供一種金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備放空壓力控制裝置，主要包括運(yùn)行管線、放空管線、運(yùn)行隔膜閥、放空隔膜閥、壓力計(jì)、蝶閥、氣體質(zhì)量流量控制器、金屬有機(jī)源、反應(yīng)室、尾氣系統(tǒng)；放空管線上安裝有壓力計(jì)和蝶閥，而且壓力計(jì)在蝶閥的上游，兩者形成負(fù)反饋回路，最終實(shí)現(xiàn)放空管線壓力調(diào)節(jié)的目的。其中，運(yùn)行管線、放空管線之間安裝有運(yùn)行隔膜閥、放空隔膜閥，并且金屬有機(jī)源連接在兩個(gè)隔膜閥的結(jié)合處，從而實(shí)現(xiàn)金屬有機(jī)源在運(yùn)行管線、放空管線之間切換時(shí)，對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)氣象沉積設(shè)備不造成壓力沖擊。在放空管線的后端安裝壓力計(jì)和蝶閥，通過壓力計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量放空管線壓力。當(dāng)運(yùn)行管線壓力變化時(shí)，該管線的實(shí)際壓力(或略低于)作為放空管線壓力的目標(biāo)值，蝶閥比較該目標(biāo)值和實(shí)測(cè)壓力，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)蝶閥的開度，從而保證了放空管線壓力的跟隨。這樣當(dāng)金屬有機(jī)源在運(yùn)行管線和放空管線切換時(shí)，不論放空管線的介質(zhì)流量、氣體混合情況，均不會(huì)對(duì)壓力、流量造成沖擊。整個(gè)調(diào)節(jié)過程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，不僅簡(jiǎn)化了操作步驟，也從根本上避免了人為參與調(diào)節(jié)控制的不利因素，實(shí)現(xiàn)整個(gè)外延生長(zhǎng)過程的可控和可重復(fù)。另外由于實(shí)現(xiàn)了放空管線對(duì)運(yùn)行管線的實(shí)時(shí)跟隨，外延生長(zhǎng)過程中運(yùn)行管線壓力也不再受制于初始設(shè)定，大大增加了外延的靈活性，更有利于提高最終產(chǎn)品的性能。

圖1為本實(shí)用新型原理示意圖具體實(shí)施方式
如附圖1所示，該氣體控制主要包括運(yùn)行管線(1)、放空管線O)、運(yùn)行隔膜閥(3)、 放空隔膜閥G)、壓力計(jì)(5)、蝶閥(6)、氣體質(zhì)量流量控制器(7)、金屬有機(jī)源(8)、反應(yīng)室 (9)、尾氣系統(tǒng)(10)。金屬有機(jī)源(8)通過由氣體質(zhì)量流量控制器調(diào)節(jié)流量或壓力輸出，然后由運(yùn)行隔膜閥(3)、放空隔膜閥(4)的打開或關(guān)閉選擇目的地為運(yùn)行管線(1)還是放空管線(2)。運(yùn)行管線(1)通過相關(guān)的閥組或管線最終通入反應(yīng)室(9)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，放空管線 ⑵則經(jīng)過尾氣系統(tǒng)(10)后排放。壓力計(jì)(5)實(shí)時(shí)測(cè)量放空管線(2)的壓力，為了保證和運(yùn)行管線(1)的壓力平衡，當(dāng)運(yùn)行管線(1)壓力增大時(shí)，蝶閥(6)計(jì)算實(shí)測(cè)值和目標(biāo)值的壓力差也會(huì)增大，于是增大蝶閥(6)的開度；相反，減小蝶閥(6)開度，從而實(shí)現(xiàn)了壓力跟隨。該壓力控制裝置在設(shè)備運(yùn)行之前不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)或控制，通過設(shè)備的操作界面設(shè)定放空管線(2)壓力等于或略小于運(yùn)行管線(3)壓力，在設(shè)備運(yùn)行過程中，會(huì)自動(dòng)完成跟隨功能。不僅減少了工作量，也保證了客觀和一致性。甚至在外延生長(zhǎng)階段，可以將運(yùn)行管線 (2)壓力、放空管線(3)壓力均作為可設(shè)定量，從而生長(zhǎng)過程的每一步均可自動(dòng)調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備放空壓力控制裝置，主要包括運(yùn)行管線(1)、放空管線O)、運(yùn)行隔膜閥(3)、放空隔膜閥0)、壓力計(jì)(5)、蝶閥(6)、氣體質(zhì)量流量控制器 (7)、金屬有機(jī)源(8)、反應(yīng)室(9)、尾氣系統(tǒng)(10)；其特征在于，放空管線(2)上安裝有壓力計(jì)(5)和蝶閥(6)，而且壓力計(jì)(5)在蝶閥(6)的上游，兩者形成負(fù)反饋回路，最終實(shí)現(xiàn)放空管線壓力調(diào)節(jié)的目的。
2.如權(quán)利要求1所述的一種金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備放空壓力控制裝置，其特征在于運(yùn)行管線(1)、放空管線(2)之間安裝有運(yùn)行隔膜閥(3)、放空隔膜閥G)，并且金屬有機(jī)源(8)連接在兩個(gè)隔膜閥的結(jié)合處，從而實(shí)現(xiàn)金屬有機(jī)源(8)在運(yùn)行管線(1)、放空管線 (2)之間切換時(shí)，對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)氣象沉積設(shè)備不造成壓力沖擊。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備放空壓力控制裝置，該方法主要包括運(yùn)行管線(1)、放空管線(2)、運(yùn)行隔膜閥(3)、放空隔膜閥(4)、壓力計(jì)(5)、蝶閥(6)、氣體質(zhì)量流量控制器(7)、金屬有機(jī)源(8)、反應(yīng)室(9)、尾氣系統(tǒng)(10)。放空管線(2)上安裝有壓力計(jì)(5)和蝶閥(6)，而且壓力計(jì)(5)在蝶閥(6)的上游，兩者形成負(fù)反饋回路，通過壓力計(jì)(5)實(shí)時(shí)測(cè)量放空管線(2)壓力，并由蝶閥(6)將設(shè)定壓力和實(shí)測(cè)壓力進(jìn)行比較，蝶閥(6)通過調(diào)節(jié)開度完成放空管線(2)壓力的實(shí)時(shí)控制。
文檔編號(hào)C23C16/52GK202072764SQ20102054686
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者常依斌, 李剛, 王占柱 申請(qǐng)人:上海藍(lán)寶光電材料有限公司