一種用于mocvd設(shè)備的mo源供給系統(tǒng)管路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于MOCVD設(shè)備的MO源供給系統(tǒng)管路，其包括多個并聯(lián)設(shè)置的MO源供給系統(tǒng)，所述MO源供給系統(tǒng)包括：控制載氣流量的第一質(zhì)量流量控制器，所述第一質(zhì)量流量控制器通過第一氣動閥與MO源瓶入口處的第一手動閥相連通，所述MO源瓶的出口依次通過第二手動閥和第二氣動閥與壓力控制器相連通，所述第一氣動閥和所述第二氣動閥之間還設(shè)有將二者直接連通的第三氣動閥，還包括設(shè)于載氣輸入端與所述壓力控制器之間，將二者直接連通的第二質(zhì)量流量控制器。在本實(shí)用新型中，所述第二質(zhì)量流量控制器的設(shè)置可以增加帶有MO源的載氣通往所述壓力控制閥的壓強(qiáng)，使得帶有MO源的載氣能夠順利達(dá)到反應(yīng)室，保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。
【專利說明】-種用于MOCVD設(shè)備的MO源供給系統(tǒng)管路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種金屬有機(jī)物化學(xué)氣相M0CVD生長設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說涉 及一種M0CVD的M0源供給系統(tǒng)管路。

【背景技術(shù)】
[0002] M0CVD是在氣相外延生長（VPE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型氣相外延生長技 術(shù)。M0CVD是以III族、II族元素的有機(jī)化合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長源 材料，以熱分解反應(yīng)方式在襯底上進(jìn)行氣相外延，生長各種III-V族、II-VI族化合物半導(dǎo) 體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常M0CVD系統(tǒng)中的晶體生長都是在常壓或低 壓（10-100Torr)下通H2的冷壁石英（不銹鋼）反應(yīng)室中進(jìn)行，襯底溫度為500-1200°C，用 射頻感應(yīng)加熱石墨基座（襯底基片在石墨基座上方），H2通過溫度可控的液體源鼓泡攜帶 金屬有機(jī)物到生長區(qū)。因?yàn)镸0CVD生長使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物質(zhì)，并且要生 長多組分、大面積、薄層和超薄層異質(zhì)材料。因此在M0CVD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想上，通常要考慮 系統(tǒng)密封性，流量、溫度控制要精確，組分變換要迅速，系統(tǒng)要緊湊等。不同廠家和研究者所 產(chǎn)生或組裝的M0CVD設(shè)備是不同的，但一般來說，M0CVD設(shè)備是由源供給系統(tǒng)、氣體輸運(yùn)和 流量控制系統(tǒng)、反應(yīng)室及溫度控制系統(tǒng)、尾氣處理及安全防護(hù)報警系統(tǒng)、自動操作及電控系 統(tǒng)等組成。
[0003] M0源供給系統(tǒng)包括III族金屬有機(jī)化合物、V族氫化物及摻雜源的供給。金屬有 機(jī)化合物裝在特制的不銹剛的鼓泡器中，由通入的高純H2攜帶輸運(yùn)到反應(yīng)室。為了保證金 屬有機(jī)化合物有恒定的蒸汽壓，源瓶置入電子恒溫器中，溫度控制精度可達(dá)〇. 2°C以下。氫 化物一般是經(jīng)高純H2稀釋到濃度5% -10 %后，裝入鋼瓶中，使用時再用高純H2稀釋到所 需濃度后，輸運(yùn)到反應(yīng)室。摻雜源有兩類，一類是金屬有機(jī)化合物-M0源，另一類是氫化物， 其輸運(yùn)方法分別與金屬有機(jī)化合物源和氫化物源的輸運(yùn)相同。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)CN102732956A所述的一種用于M0CVD設(shè)備GaN外沿M0源供給系 統(tǒng)中，公開了一種分別通過載氣進(jìn)氣管與氣源相連的標(biāo)準(zhǔn)管路，所述標(biāo)準(zhǔn)管路由源瓶部件， 兩個手動隔離閥，四個氣動隔離閥，質(zhì)量流量控制器以及壓力控制器組成；源瓶部件又包括 不銹鋼源瓶與兩個手動隔離閥，上述的兩個手動隔離閥在工藝生長時是常開的，源瓶是放 在恒溫水浴槽中。所述標(biāo)準(zhǔn)管路中的載氣進(jìn)氣管路，依次連接有氣動隔離閥、質(zhì)量流量控 制器和氣動隔離閥。在質(zhì)量流量控制器的出口經(jīng)過一個氣動隔離閥與M0源的出氣管路相 連，該氣動隔離閥通常是關(guān)閉的，一旦開啟，載氣就直接進(jìn)入run/vent切換回路而不通向 源瓶。進(jìn)行工藝生長時，打開氣動隔離閥，載氣經(jīng)過控制氣體流量的質(zhì)量流量控制器，然后 進(jìn)入源瓶攜帶出M0源依次進(jìn)過氣動隔離閥和壓力控制器，壓力控制器的出口與run/vent 切換回路相連，通過壓力控制器控制源瓶的出口壓力，當(dāng)開啟氣動隔離閥，M0源就可進(jìn)入 run/vent切換回路。在源瓶進(jìn)出口管路之間直接連接有一條管道，管道上安裝有兩個手動 隔離閥，該兩個手動隔離閥之間有一條排氣管路直接通向干泵，在工藝生長時，上述兩個手 動隔離閥是關(guān)閉的，只在更換源瓶時開啟，可將管路反復(fù)清洗、抽空。
[0005] 上述專利文獻(xiàn)所述的M0源供給系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)管路，存在以下不足之處：在該標(biāo)準(zhǔn)管 路中，當(dāng)由源瓶內(nèi)輸出的載氣氣壓較低時，載氣不能順利、快速的將M0源輸入run/vent切 換回路，從而存在該M0源不能順利到達(dá)反應(yīng)室的可能。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的M0源供給系統(tǒng)，當(dāng)由源 瓶內(nèi)輸出的載氣氣壓較低時，可能導(dǎo)致M0源不能順利到達(dá)反應(yīng)室，進(jìn)而提供一種具有增加 功能，能保證M0源能順利到達(dá)反應(yīng)室的M0CVD的M0源供給系統(tǒng)管路。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的一種M0CVD的M0源供給系統(tǒng)管路，其包括多 個并聯(lián)設(shè)置的M0源供給系統(tǒng)，所述M0源供給系統(tǒng)包括：控制載氣流量的第一質(zhì)量流量控制 器，所述第一質(zhì)量流量控制器通過第一氣動閥與M0源瓶入口處的第一手動閥相連通，所述 M0源瓶的出口依次通過第二手動閥和第二氣動閥與壓力控制器相連通，所述第一氣動閥和 所述第二氣動閥之間還設(shè)有將二者直接連通的第三氣動閥，還包括設(shè)于載氣輸入端與所述 壓力控制器之間，將二者直接連通的第二質(zhì)量流量控制器。
[0008] 所述壓力控制器的出口還連接有可以切換至run/vent真空M0輸送管路的run/ vent氣動閥。
[0009] 每個所述M0源供給系統(tǒng)的所述第一手動閥的進(jìn)氣端與所述第二手動閥的出氣端 之間設(shè)有連通管道，所述連通管道上設(shè)有一個"T"型連通閥，所述T"型連通閥的橫向的左 右兩端分別通過第四氣動閥、第五氣動閥與所述第一手動閥、第二手動閥相連通，所述T"型 連通閥的垂直端與抽真空干泵連通。
[0010] 所述抽真空干泵的連接端端部還設(shè)有第六氣動閥。
[0011] 所述第一氣動閥和第二氣動閥之間的狀態(tài)一致，且與第三氣動閥的狀態(tài)相反，三 者之間形成聯(lián)動的第一組合氣動閥。
[0012] 所述第四氣動閥和第五氣動閥形成狀態(tài)一致的聯(lián)動的第二組合氣動閥。
[0013] 所述M0源瓶的入口管道延伸至所述M0源瓶的底部。
[0014] 本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] (1)在本實(shí)用新型所述的M0源供給系統(tǒng)中，還包括設(shè)于載氣輸入端與所述壓力控 制器之間，將二者直接連通的第二質(zhì)量流量控制器，所述第二質(zhì)量流量控制器的設(shè)置可以 增加帶有M0源的載氣通往所述壓力控制閥的壓強(qiáng)，使得帶有M0源的載氣能夠順利達(dá)到反 應(yīng)室，保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。
[0016] (2)在本實(shí)用新型所述的M0源供給系統(tǒng)中，所述壓力控制器的出口還連接有可以 切換至run/vent真空M0輸送管路的run/vent氣動閥，所述run/vent氣動閥可以防止run/ vent真空M0輸送管路中的載氣倒回到壓力控制閥中。
[0017] (3)在本實(shí)用新型所述的M0源供給系統(tǒng)中，所述第一氣動閥和第二氣動閥之間的 狀態(tài)一致，且與第三氣動閥的狀態(tài)相反，三者之間形成聯(lián)動的第一組合氣動閥；所述第四氣 動閥和第五氣動閥形成狀態(tài)一致的聯(lián)動的第二組合氣動閥。所述第一組合氣動閥與所述第 二組合氣動閥之間的相互配合，可以實(shí)現(xiàn)M0源進(jìn)行跟換時，對管路的吹掃，從而防止不同 的M0源之間出現(xiàn)交叉污染。
[0018] (4)在本實(shí)用新型所述的M0源供給系統(tǒng)中，所述M0源瓶的入口管道延伸至所述 MO源瓶的底部，這樣載氣進(jìn)入所述MO源瓶后，能夠?qū)⒋罅康腗O源載入后續(xù)管路，載入量大， 且工作效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施 例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0020] 圖1是本實(shí)用新型所述的M0CVD的M0源供給系統(tǒng)管路示意圖；
[0021] 圖中附圖標(biāo)記表示為：1-第一質(zhì)量流量控制器；2-M0源瓶；3-壓力控制器；4-載 氣輸入端；5_第二質(zhì)量流量控制器；6-run/vent氣動閥；7-抽真空干泵；11-第一氣動 閥；12-第二氣動閥；13-第三氣動閥；14-第四氣動閥；15-第五氣動閥；16-第六氣動閥； 21-第一手動閥；22-第二手動閥。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下將結(jié)合附圖，使用以下實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步闡述。
[0023] 如圖1所示，本實(shí)施例所述的一種M0CVD的M0源供給系統(tǒng)管路，其包括多個并聯(lián) 設(shè)置的M0源供給系統(tǒng)，所述M0源供給系統(tǒng)包括：控制載氣流量的第一質(zhì)量流量控制器1， 所述第一質(zhì)量流量控制器1通過第一氣動閥11與M0源瓶2入口處的第一手動閥21相連 通，所述M0源瓶2的出口依次通過第二手動閥22和第二氣動閥12與壓力控制器3相連通， 所述第一氣動閥11和所述第二氣動閥12之間還設(shè)有將二者直接連通的第三氣動閥13,還 包括設(shè)于載氣輸入端4與所述壓力控制器3之間，將二者直接連通的第二質(zhì)量流量控制器 5。在本實(shí)施例中，所述第二質(zhì)量流量控制器5的設(shè)置可以增加帶有M0源的載氣通往所述 壓力控制閥的壓強(qiáng)，使得帶有M0源的載氣能夠順利達(dá)到反應(yīng)室，保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。
[0024] 在本實(shí)施例中，所述壓力控制器3的出口還連接有可以切換至run/vent真空M0 輸送管路的run/vent氣動閥6,所述run/vent氣動閥6可以防止run/vent真空M0輸送管 路中的載氣倒回到壓力控制閥中。
[0025] 進(jìn)一步，在本實(shí)施例中上，每個所述M0源供給系統(tǒng)的所述第一手動閥21的進(jìn)氣端 與所述第二手動閥22的出氣端之間設(shè)有連通管道，所述連通管道上設(shè)有一個"T"型連通 閥，所述T"型連通閥的橫向的左右兩端分別通過第四氣動閥14、第五氣動閥15與所述第一 手動閥21、第二手動閥22相連通，所述T"型連通閥的垂直端與抽真空干泵7連通。所述抽 真空干泵7的連接端端部還設(shè)有第六氣動閥16。
[0026] 作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在本實(shí)施例中，所述第一氣動閥11和第二氣動閥12之間的 狀態(tài)一致，且與第三氣動閥13的狀態(tài)相反，三者之間形成聯(lián)動的第一組合氣動閥；所述第 四氣動閥14和第五氣動閥15形成狀態(tài)一致的聯(lián)動的第二組合氣動閥。在本實(shí)施例中，所 述第一組合氣動閥與所述第二組合氣動閥之間的相互配合，可以實(shí)現(xiàn)M0源進(jìn)行跟換時，對 管路的吹掃，從而防止不同的M0源之間出現(xiàn)交叉污染。
[0027] 在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，優(yōu)選所述M0源瓶2的入口管道延伸至所述 M0源瓶2的底部，這樣載氣進(jìn)入所述M0源瓶2后，能夠?qū)⒋罅康腗0源載入后續(xù)管路，載入 量大，且工作效率高。
[0028] 上述實(shí)施例所述的M0源供給系統(tǒng)的具體工作過程如下：
[0029] 所述第一氣動閥11、所述第二氣動閥12、所述第一手動閥21、所述第二手動閥22 和所述run/vent氣動閥6處于閉合狀態(tài)，所述第三氣動閥13、所述第四氣動閥14、所述第 五氣動閥15和所述第六氣動閥16處于打開狀態(tài)，所述載氣有所述載氣輸入端4進(jìn)行后，經(jīng) 所述第一質(zhì)量流量控制器1后，適量的所述載氣依次通過所述第一氣動閥11和所述第一手 動閥21進(jìn)入所述M0源瓶2內(nèi)，然后由所述M0源瓶2出口承載設(shè)M0源通過所述第二手動 閥22和所述第二氣動閥12,再通過所述壓力控制器3和所述run/vent氣動閥6后，進(jìn)入所 述run/vent真空M0輸送管路，并經(jīng)過后續(xù)管路，最終使得所述M0源進(jìn)入反應(yīng)室，在所述載 氣進(jìn)入所述壓力控制器3時，可以開啟所述第二質(zhì)量流量控制器5來增加所述載氣的壓強(qiáng)， 使得其順利進(jìn)行所述壓力控制器3和后續(xù)管道。
[0030] 上述實(shí)施例所述的M0源供給系統(tǒng)更換M0源時的具體吹掃過程如下：
[0031] 斷開所述第一氣動閥11、所述第二氣動閥12、所述第一手動閥21和所述第二手動 閥22,閉合所述第三氣動閥13、所述第四氣動閥14、所述第五氣動閥15和所述第六氣動閥 16,開啟所述抽真空干泵7,所述抽真空干泵7將對所述第一氣動閥11和所述第一手動閥 21，以及所述第一氣動閥11和所述第二手動閥22之間的管路進(jìn)行抽真空，從而將對應(yīng)管路 中的所述M0源吹掃出來；當(dāng)氣體被抽干時，閉合所述第一氣動閥11和所述第二氣動閥12， 斷開所述第三氣動閥13,相應(yīng)管路進(jìn)行充氣，以進(jìn)行再次吹掃；在實(shí)際操作時，可以不斷的 循環(huán)上述過程，以實(shí)現(xiàn)所述M0源的徹底清掃，具體的循環(huán)次數(shù)根據(jù)不同的M0源、質(zhì)量流量 控制器、壓力控制器3等相關(guān)部件的實(shí)際情況來設(shè)定。
[0032] 當(dāng)所述第三氣動閥13閉合時，所述載氣直接所述第一質(zhì)量流量控制器1、所述第 三氣動閥13、所述壓力控制器3和所述run/vent氣動閥6進(jìn)入所述run/vent真空M0輸送 管路。
[0033] 顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于MOCVD設(shè)備的MO源供給系統(tǒng)管路，其包括多個并聯(lián)設(shè)置的MO源供給系統(tǒng)， 所述M0源供給系統(tǒng)包括：控制載氣流量的第一質(zhì)量流量控制器（1)，所述第一質(zhì)量流量控 制器（1)通過第一氣動閥（11)與M0源瓶⑵入口處的第一手動閥（21)相連通，所述M0 源瓶（2)的出口依次通過第二手動閥（22)和第二氣動閥（12)與壓力控制器（3)相連通， 所述第一氣動閥（11)和所述第二氣動閥（12)之間還設(shè)有將二者直接連通的第三氣動閥 (13)，其特征在于：還包括設(shè)于載氣輸入端（4)與所述壓力控制器（3)之間，將二者直接連 通的第二質(zhì)量流量控制器（5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于M0CVD設(shè)備的M0源供給系統(tǒng)管路，其特征在于：所述壓 力控制器（3)的出口還連接有可以切換至run/vent真空M0輸送管路的run/vent氣動閥 (6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于M0CVD設(shè)備的M0源供給系統(tǒng)管路，其特征在于：每個所 述M0源供給系統(tǒng)的所述第一手動閥（21)的進(jìn)氣端與所述第二手動閥（22)的出氣端之間 設(shè)有連通管道，所述連通管道上設(shè)有一個"T"型連通閥，所述T"型連通閥的橫向的左右兩 端分別通過第四氣動閥（14)、第五氣動閥（15)與所述第一手動閥（21)、第二手動閥（22) 相連通，所述T"型連通閥的垂直端與抽真空干泵（7)連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于M0CVD設(shè)備的M0源供給系統(tǒng)管路，其特征在于：所述抽 真空干泵（7)的連接端端部還設(shè)有第六氣動閥（16)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于M0CVD設(shè)備的M0源供給系統(tǒng)管路，其特征在 于：所述第一氣動閥（11)和第二氣動閥（12)之間的狀態(tài)一致，且與第三氣動閥（13)的狀 態(tài)相反，三者之間形成聯(lián)動的第一組合氣動閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于M0CVD設(shè)備的M0源供給系統(tǒng)管路，其特征在于：所 述第四氣動閥（14)和第五氣動閥（15)形成狀態(tài)一致的聯(lián)動的第二組合氣動閥。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于M0CVD設(shè)備的M0源供給系統(tǒng)管路，其特征在于：所述M0 源瓶（2)的入口管道延伸至所述M0源瓶（2)的底部。
【文檔編號】C23C16/455GK203878209SQ201320897283
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】張念站, 李曉東, 崔德國 申請人:蘇州矩陣光電有限公司