MOCVD设备结构及维护

MOCVD设备结构,目录一.MOCVD简介二.反应腔介绍三.TS机台的气体运输系统四.TS机台运行检查及维护保养,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。Metal-organicChemicalVaporDeposition金属有机化合物化学气相沉淀原理MOCVD是以族、族元素的有机化合物和V、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-V族、-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。,一.MOCVD简介,系统组成因为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。一般系统组成：加热系统，冷却系统，气体运输系统及尾气处理系统，控制系统。,二.反应腔介绍由于反应腔对外延生长非常重要，所以目前市面上主要的反应腔设计为以下四种：1.近耦合喷淋设计（AIXTRONTS系列）,2.三层式气体喷嘴设计（AIXTRONG系列）,3.旋转式反应腔（Veeco）,注：旋转式反应腔,是一种带有旋转盘的立式反应腔。衬底片放置在高速旋转的盘上并被加热到合适的生长温度，反应物在初始阶段因高速旋转盘的牵引力被竖直向下地泵入,然后偏斜形成一个与衬底片托盘平行的流动区域，可以使反应物获得最佳的反应条件。,4.双气流反应腔（日亚）,因为我们公司主要生产机台为AIXTRONTS机台和G5机台，所以针对TS和G5由我和王明军作一个简单的反应腔介绍。TS近耦合喷淋反应腔,AThermocoupleBTungstenheaterCGasinletDShowerheadEReactorlidFOpticalprobeGShowerheadwatercoolingHDoubleO-ringsealISusceptorJWatercooledchamberKQuartzlinerLSusceptorsupportMExhaust,Upperplenum:FeedsthegroupIIIelementsusingmetalorganicsLowerplenum:FeedsthegroupVelementsusinghydridegasessuchasNH3orAsH3AShowerheadCapBShowerheadBodyCUpperplenumDLowerplenumEWatercooling,Showerhead,Tungstenheater,ZoneA:CenterZoneB:MiddleZoneC:Outside,Temperaturecontrolunit,AEurothermcontrollerBThermocoupleinthecenteroftheheatercoils,三.TS机台气体运输系统,气体输运系统的作用为向反应室输送各种反应气体。该系统要能够精确的控制反应气体的浓度、流量、流速以及不同气体送入的时间和前后顺序，从而按设计好的工艺方案生长特定组分和结构的外延层。气体输运系统包括源供给系统，Run/Vent主管路，吹扫管路，检漏管路和尾气处理系统。,Gassymbolsdiagram,S2位4通换向阀,N2purifier,H2purifier,Hygrometer,Gasdosingunitforhydridesource,GasdosingunitforMOsource,MObubbler,Gassupplyforhydridesources,Gassupplyforrunlines,Hydriderunline,Hydrideventline,Gassupplyforauxiliarygaspipes,Purging-reactorsightglass,MO1runline,MO1ventline,MOrunbypass,MO2runline,MO2ventline,Gassupplyforventing,GassupplyforMO2sources,GassupplyforMO1sources,MOvacuum(forchangingtheMObubbler,NH3puri