专利名称：一种mocvd系统及其中反应气体的排气装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种MOCVD系统，特别涉及一种MOCVD系统中反应气体的排气装置。
背景技术：
MOCVD系统(金属有机化学气相沉淀系统)是一种通过外延工艺在基片表面生长薄膜，以形成半导体器件结构的设备。在所述MOCVD系统的反应室中引入的反应气体，一般会在外延处理后，由设置的排气装置排出反应室。如图1所示是现有一种MOCVD系统中排气装置的结构剖面图。所述排气装置是一气体排出环120，其是环绕反应室110设置的环状结构。该气体排出环120的内部为空穴， 并在其内壁上开设有多个小孔121 ；反应气体130沿该些小孔121进入气体排出环120的内部，再经由气体排出环120底部开设的一个或多个出口 122排出。进一步地，还可以设置一个抽气泵(pump)与出口 122连通，用来加快反应气体130经由所述气体排出环120排出反应室110的速度。这种结构下，由于气体排出环120上没有设置冷却设备，因而容易在气体排出环120内部的槽壁上产生沉积物，需要经常清理。另外，这种结构下，气体排出环 120通常固定在反应室110的外围，阻碍了自动取放托盘的装置的运动路径，使托盘的自动取放不能实现，因此在一次外延生长完成后，需要打开反应室110来更换外延基片，无法实现自动化操作。如图2所示是现有另一种带排气装置的MOCVD系统的结构剖面图，该MOCVD系统中环绕反应室210设置的气体排出环220上，开设有多个贯穿的小孔221 ；所述气体排出环 220的环壁外侧构成一 U型环状空间230，所述反应气体通过所述小孔221进入该U型环状空间230。所述U型环状空间230的顶部和底部还分别设置有环状盘240和240’，上下两个环状盘240和240’之间形成了一个通道；经由该通道将所述反应气体从所述U型环状空间230输送至排气口 250。同样的，这种结构下，由于气体排出环220上没有设置冷却设备，容易在U型环状空间230处的反应室210内壁上产生沉积物，需要频繁清理。另外，这种结构下，气体排出环220也固定在反应室210的外围，阻碍了自动取放托盘的装置的运动路径，使托盘的自动取放不能实现，因此在一次外延生长完成后，需要打开反应室210来更换外延基片，无法实现自动化操作。如图3所示，在又一种MOCVD系统的反应室中，所述气体排出环320在托盘310的外围环绕设置，反应气体通过托盘310与气体排出环320之间的空隙向下排出。所述气体排出环320中设有空槽321，冷却液在所述空槽321内循环，使气体排出环320的温度维持在一个范围内。用以提供冷却液的管子330，在其上部与所述气体排出环320固定；此外， 管子330还与一移动圆盘332相固定；在驱动装置331的作用下，管子330和移动圆盘332 同时上升或者下降，进而带动气体排出环320上升或者下降。当气体排出环320上升至第一位置时，该气体排出环320将反应室与外部的通道340闭合；当气体排出环320下降到第二位置时(图中未示出)，反应室与外部的通道340打开，通过机械手可以从反应室中取出基片或者向反应室室中放入基片。这种结构下，所述气体排出环320可以上下移动，避免了打开反应室盖子的麻烦；但是，反应气体排出时均勻性不够好，会影响外延基片的生长质量。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种MOCVD系统及其中反应气体的排气装置，通过设置的气体排出环实现均勻排气，同时具有冷却作用，可以使反应室内壁上产生的沉积物减少。 进一步地，所述气体排出环可以上下移动，在气体排出环上升或下降时，对应使反应室与外部连通的通道闭合或打开，方便机械手等经由该通道进入反应室来取放外延基片，实现自动化操作。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种MOCVD系统中反应气体的排气装置，所述排气装置包含一环状的排气环，其在该MOCVD系统的反应室内环绕设置；所述排气环设置有若干个内部空槽，以容纳冷却液并使冷却液在所述若干个内部空槽内流动；所述排气环还设置有贯穿该排气环的结构，以使反应区域内的反应气体通过该贯穿结构排出。优选的，供反应气体贯穿所述排气环排出的结构，是在所述排气环径向上均勻分布的贯穿的若干排气孔，或者是所述排气环上对称分布的贯穿的多个排气槽。所述排气装置还包含至少两个连杆，所述连杆与所述排气环分别固定连接；在一种优选实施例中，所述连杆中至少两个连杆设置有供冷却液流通的内部空槽，所述内部空槽分别与所述排气环的内部空槽相连通，以使冷却液流入或流出所述排气环的内部空槽，实现对排气环的冷却循环；或者，在另一种优选实施例中，所述连杆中至少一个连杆设置有供冷却液流通的相互独立的若干个内部空槽，分别与所述排气环的内部空槽相连通，以使冷却液流入或流出所述排气环的内部空槽，实现对排气环的冷却循环。在所述排气环上设有凸起的第一环状挡板，所述第一环状挡板一端连接在排气环的环壁内侧，另一端朝着排气环径向的中心方向延伸，并与所述MOCVD系统中的托盘相配合，以阻挡反应气体进入所述托盘的下方。进一步在所述排气环的底部设有凸起的第二环状挡板，所述第二环状挡板一端连接在排气环的环壁内侧；另一端朝着排气环径向的中心方向延伸，并与所述MOCVD系统中的加热器隔离环相配合，以阻挡反应气体进入所述托盘的下方。所述排气装置还包含外环部分，其进一步包含环盖和主体；所述环盖是设置在所述外环部分上部的环状结构，其一端与所述排气环相连接， 另一端与纵向布置的所述主体的顶部相连接；以使所述主体以一定的间隔距离环绕在所述排气环的环壁外侧，从而在所述主体与所述排气环之间形成供反应气体流动的间隔空隙。所述外环部分进一步包含环状的底环，其一端连接在所述主体底部，另一端与所述排气环的环壁外侧相连接；所述底环上开设有多个均勻分布的排气孔。所述排气装置还包含驱动装置，其带动所述排气环在第一位置和第二位置之间上升或下降，其中第一位置高于第二位置；所述排气环在处于第一位置时，将所述MOCVD系统中反应室与外部连通的通道闭合；所述排气环在处于第二位置时，将所述MOCVD系统中反应室与外部连通的通道打开。[0020]所述驱动装置包含导轨滑块，所述导轨滑块与所述连杆的下部固定连接，所述连杆的上部与所述排气环的底部固定连接；所述导轨滑块，连杆与排气环一起上升和下降。本实用新型的另一技术方案是提供一种MOCVD系统，其包含反应室和排气装置；所述排气装置包含排气环，所述排气环在所述反应室内环绕设置，所述排气环设置有容纳冷却液并使冷却液在其中流通的若干内部空槽，以及使反应区域内的反应气体贯穿所述排气环排出的结构；所述排气装置还包含至少两个与所述排气环相连接的连杆，以及驱动所述连杆上下升降并带动所述排气环升降的驱动装置；其中所述连杆中至少两个连杆设置有供冷却液流通的内部空槽，内部空槽分别与所述排气环的内部空槽相连通，以使冷却液流入或流出所述排气环的内部空槽，实现对排气环的冷却循环；或者，所述连杆中至少一个连杆设置有供冷却液流通的相互独立的若干个内部空槽，分别与所述排气环的内部空槽相连通，以使冷却液流入或流出所述排气环的内部空槽， 实现对排气环的冷却循环；所述MOCVD系统的反应室设置有与系统外部连通的通道；在进行外延反应时，所述反应室与外部连通的通道由所述排气环闭合。现有技术中反应气体离开反应室后往往通过两个对称的排气通道排走，造成排气不均勻；与之相比，本实用新型所述MOCVD系统中反应气体的排气装置中，反应气体先后由排气环径向上的一圈排气孔排走，可以有效提高排气的均勻性；此外，通过外环部分的底环上多个均勻分布的排气孔，可以进一步提高排气的均勻性。同时，本实用新型中反应气体离开反应区域后，沿着外环部分的主体向下流动，能够有效减少MOCVD系统内壁上沉积物的产生，减少对MOCVD系统的清洗次数。另外，设置连接排气环的至少两个连杆，在排气环与连杆中设置相连通的内部空槽供冷却液循环流通，实现对排气环的冷却，亦能减少所述沉积物的产生。此外，在驱动装置的作用下，由导轨滑块及连杆带动排气环一起上升或下降，从而在外延反应过程中，通过上升的排气环将所述MOCVD系统中反应室与外部连通的通道闭合；而在外延反应结束时，排气环下降，使反应室与外部的通道打开，方便机械手等经由该通道进入反应室来取放外延基片，实现自动化操作。
图1是现有技术中一种MOCVD系统中排气装置的结构剖面图；图2是现有技术中另一种带排气装置的MOCVD系统的结构剖面图；图3是现有技术中一种由气体排出环上下移动来控制反应室与外部连通通道启闭的MOCVD系统的结构剖面图；图4是本实用新型所述排气装置的结构剖面及其与MOCVD系统中相关设备布置关系的示意图；图5是本实用新型所述排气装置的排气环及外环部分的结构剖面图；图6是图5中所述外环部分与排气环连接位置的放大图；图7是本实用新型所述排气装置的结构仰视6[0038]图8是本实用新型所述排气装置的立体图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。配合参见图4、图5、图8所示，本实用新型实施例提供的排气装置，应用于MOCVD 系统，用以排出反应室内的反应气体。所述排气装置，包含一环状结构的排气环400，其在该 MOCVD系统的反应室内环绕设置。所述排气环400设置有能够容纳冷却液并使冷却液在其中流动的内部空槽412，以及使反应气体能够贯穿该排气环400从而排出反应室的结构。在一种具体实现方式中，为了使反应气体能够均勻排出反应室，在排气环400上设置了一圈在径向上均勻分布的贯通的排气孔411，反应气体通过若干排气孔411离开反应区域。排气孔411的位置可以根据实际应用来设定，例如排气孔411的位置可以和托盘 501的上表面齐平。在其他实施例中，也可以通过所述排气环400上对称分布的贯穿的多个排气槽来排气。不难理解，所述排气孔411与排气环400的内部空槽412之间是隔离开的，相互之间没有影响。排气环400中可以设置一个内部空槽412或者多个内部空槽412 ；例如，可以通过导孔(图中未示出)，使排气环400的多个内部空槽412之间相互连通，进而使冷却液可以在多个内部空槽412之间流动。为了实现冷却作用，排气装置还包含至少两个连杆440。在如图4所示的实施例中，设置的两个连杆440分别在其顶部与所述排气环400的底部固定连接。两个连杆440 各自设置有内部空槽441，分别与排气环400的内部空槽412相连通，以使冷却液能够流入或流出所述排气环400的内部空槽412，来实现冷却液的循环。在另外的实施例中，也可以设置三个连杆440分别与排气环400固定连接，并且在其中两个连杆内各自设置内部空槽441，分别与排气环400的内部空槽412相连通，第三个连杆内不设置内部空槽441。此时，冷却液可以经由一个连杆的内部空槽441流入排气环400的内部空槽412 ；对排气环400进行冷却之后，冷却液再通过另一个连杆的内部空槽 441排出。或者，在其他的实施例中，也可以设置两个或更多个的连杆440，并且在其中至少一个连杆内同时设置相互独立的若干个内部空槽，将这些内部空槽分别用作冷却液流入或流出排气环400的内部空槽412的通道，实现对排气环400的冷却循环。配合参见图4、图5、图6所示，进一步地，在排气环400上设有凸起的第一环状挡板421，其一端设置在排气环400的环壁413内侧，本实施例中，其设置位置与排气环400的顶部和底部分别有一定的间隔距离；第一环状挡板421的另一端朝着排气环400径向的中心方向延伸。所述第一环状挡板421与所述MOCVD系统的托盘501相配合，即，第一环状挡板421包围在托盘501的外边缘；此时，将托盘501的上方，排气环400环壁413的上半部分，第一环状挡板421，以及所述MOCVD系统的盖子502 —起围成的区域，作为该MOCVD系统的反应区域，引入反应气体对放置在托盘501上的外延基片进行外延生长处理。所述第一环状挡板421能够阻挡反应气体进入托盘501下方，这样反应气体尽可能多地通过贯穿排出环的一圈排气孔411均勻排出，从而提高了外延生长的质量。在第一环状挡板421与托盘501之间留有窄缝，通常窄缝的宽度为几毫米，来保证托盘501的正常旋转。[0047]本实用新型实施例提供的MOCVD系统中，纵向延伸的加热器隔离环503布置于托盘501的下方。为了防止排出反应室的气体通过排气环400和加热器隔离环503之间的空隙进入托盘501下方，在排气环400的底部进一步设有凸起的第二环状挡板422。与所述第一环状挡板421相类似，第二环状挡板422的一端设置在排气环400的环壁413内侧的底部，另一端朝着排气环400径向的中心方向延伸，并与加热器隔离环503相配合，以阻挡反应气体进入MOCVD系统中的托盘501下方。第二环状挡板422与所述加热器隔离环503之间也留有窄缝，通常窄缝的宽度为几毫米。进一步地，所述排气装置还包含外环部分430，外环部分430包含环盖431和主体 432。外环部分430上部的环状结构为所述环盖431，其一端与排气环400相连接，另一端与纵向延伸的所述主体432的顶部相连接。因此，所述主体432以一定的间隔距离，环绕在排气环400的环壁413外侧，从而在所述主体432与所述排气环400之间形成一间隔空隙， 使经过排气孔411排出的反应气体能够沿着外环部分430的主体432向下流动，提高了排气均勻性。此外，由于反应气体离开反应室后直接与外环部分430相接触，可以有效减少在 MOCVD系统内壁上产生的沉积物，减少清洗MOCVD系统的次数。配合参见图4、图7所示，所述外环部分430可以进一步包含底环433 ；底环433呈环状，一端连接在外环部分430的主体432底部，另一端与排气环400的环壁413外侧相连接。底环433上开设有多个均勻分布的排气孔434 ；经由所述外环部分430输送的反应气体，通过底环433的排气孔434排出，进一步提高了排气的均勻性，并减少了反应室内壁上产生的沉积物。所述MOCVD系统中的反应室与MOCVD系统的外部之间设有一个通道，例如可以在 MOCVD系统的反应室炉壁上设置一个开口 ；在反应室的通道处于打开状态时，机械手可以通过该通道向反应室内放入外延基片，或者取出外延基片。所述反应室的通道的闭合和打开，可以由具备升降功能的所述排气装置来控制； 在一驱动装置的作用下，使所述排气装置的排气环400在第一位置和第二位置之间上升和下降；第一位置高于第二位置。当排气环400上升至第一位置时，通过其外环部分430遮挡住反应室的通道，从而将该通道闭合，因而通过排气环400排出的气体，在外延生长过程中就不会由反应室的该通道流出。而当外延生长结束时，使排气环400下降至第二位置，从而将反应室的该通道打开。即是说，通过排气环400的上升或下降，就可以实现反应室的闭合或者打开。配合参见图4、图8所示，所述驱动装置包含导轨滑块451，导轨滑块451与连杆 440的下部固定连接，连杆440的上部又与排气环400的底部固定连接；因而，在驱动装置的作用下，所述导轨滑块451，连杆440与排气环400会一起上升和下降。其中，连杆440可以与导轨滑块451—一对应，也就是说对每个连杆440来说，对应设置有一个单独的导轨滑块451 ；或者，多个连杆440也可以共用一个导轨滑块451。在具体应用时，导轨滑块451可以是一个能够上下移动的圆盘。此外，需要说明的是，从剖面来看，环状的所述排气环，其剖面可以是直的，可以是非直型，也可以是其它不规则形状。尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求1.一种MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，所述排气装置包含一环状的排气环(400)，其在该MOCVD系统的反应室内环绕设置；所述排气环(400)设置有若干个内部空槽(412)，以容纳冷却液并使冷却液在所述若干个内部空槽(412)内流动；所述排气环(400)还设置有贯穿该排气环(400)的结构，以使反应区域内的反应气体通过该贯穿结构排出。
2.如权利要求1所述MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，供反应气体贯穿所述排气环(400)排出的结构，是在所述排气环(400)径向上均勻分布的贯穿的若干排气孔(411)，或者是所述排气环(400)上对称分布的贯穿的多个排气槽。
3.如权利要求1所述MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，所述排气装置还包含至少两个连杆(440 )，所述连杆(440 )与所述排气环(400 )分别固定连接；所述连杆(440)中至少两个连杆设置有供冷却液流通的内部空槽(441)，所述内部空槽(441)分别与所述排气环(400)的内部空槽(412)相连通，以使冷却液流入或流出所述排气环(400)的内部空槽(412)，实现对排气环(400)的冷却循环；或者，所述连杆(440)中至少一个连杆设置有供冷却液流通的相互独立的若干个内部空槽，分别与所述排气环(400)的内部空槽(412)相连通，以使冷却液流入或流出所述排气环(400)的内部空槽(412)，实现对排气环(400)的冷却循环。
4.如权利要求1所述MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，在所述排气环(400)上设有凸起的第一环状挡板(421 )，所述第一环状挡板(421)—端连接在排气环(400)的环壁(413)内侧，另一端朝着排气环(400)径向的中心方向延伸，并与所述MOCVD系统中的托盘(501)相配合，以阻挡反应气体进入所述托盘(501)的下方。
5.如权利要求1或4所述MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，在所述排气环(400 )的底部设有凸起的第二环状挡板(422 )，所述第二环状挡板(422 ) 一端连接在排气环(400)的环壁(413)内侧；另一端朝着排气环(400)径向的中心方向延伸，并与所述MOCVD系统中的加热器隔离环(503)相配合，以阻挡反应气体进入所述托盘 (501)的下方。
6.如权利要求1所述MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，所述排气装置还包含外环部分(430)，其进一步包含环盖(431)和主体(432)；所述环盖(431)是设置在所述外环部分(430)上部的环状结构，其一端与所述排气环 (400)相连接，另一端与纵向布置的所述主体(432)的顶部相连接；以使所述主体(432)以一定的间隔距离环绕在所述排气环(400 )的环壁(413 )外侧，从而在所述主体(432 )与所述排气环(400)之间形成供反应气体流动的间隔空隙。
7.如权利要求6所述MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，所述外环部分(430)进一步包含环状的底环(433)，其一端连接在所述主体(432)底部，另一端与所述排气环(400)的环壁(413)外侧相连接；所述底环(433)上开设有多个均勻分布的排气孔(434)。
8.如权利要求1或3所述MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，所述排气装置还包含驱动装置，其带动所述排气环(400)在第一位置和第二位置之间上升或下降，其中第一位置高于第二位置；所述排气环(400)在处于第一位置时，将所述MOCVD系统中反应室与外部连通的通道闭合；所述排气环(400)在处于第二位置时，将所述MOCVD系统中反应室与外部连通的通道打开。
9.如权利要求8所述MOCVD系统中反应气体的排气装置，其特征在于，所述驱动装置包含导轨滑块(451)，所述导轨滑块(451)与所述连杆(440)的下部固定连接，所述连杆(440)的上部与所述排气环(400)的底部固定连接；所述导轨滑块(451)，连杆(440)与排气环(400) —起上升和下降。
10.一种MOCVD系统，其特征在于，包含反应室和排气装置；所述排气装置包含排气环(400 )，所述排气环(400 )在所述反应室内环绕设置，所述排气环(400)设置有容纳冷却液并使冷却液在其中流通的若干内部空槽(412)，以及使反应区域内的反应气体贯穿所述排气环(400)排出的结构；所述排气装置还包含至少两个与所述排气环(400)相连接的连杆(440)，以及驱动所述连杆(440)上下升降并带动所述排气环(400)升降的驱动装置；其中所述连杆(440)中至少两个连杆设置有供冷却液流通的内部空槽(441)，内部空槽(441)分别与所述排气环(400)的内部空槽(412)相连通，以使冷却液流入或流出所述排气环(400)的内部空槽(412)，实现对排气环(400)的冷却循环；或者，所述连杆(440)中至少一个连杆设置有供冷却液流通的相互独立的若干个内部空槽，分别与所述排气环(400)的内部空槽(412)相连通，以使冷却液流入或流出所述排气环(400)的内部空槽(412)，实现对排气环(400)的冷却循环；所述MOCVD系统的反应室设置有与系统外部连通的通道；在进行外延反应时，所述反应室与外部连通的通道由所述排气环(400)闭合。
专利摘要一种MOCVD系统及其中反应气体的排气装置，该排气装置包括排气环，在排气环中设置了容纳冷却液并使其流通的若干内部空槽，以及使反应区域内的反应气体贯穿所述排气环排出的结构。本实用新型在实现均匀排气的同时，设置连接排气环的至少两个连杆，在排气环与连杆中设置相连通的内部空槽供冷却液循环流通，实现对排气环的冷却；并且，该排气装置还包括外环部分，离开反应区域的反应气体沿着外环部分向下流动，有效减少MOCVD系统内壁上沉积物的产生；此外，在驱动装置的作用下，使排气环上升或下降对应控制该MOCVD系统中反应室与外部连通的通道的闭合和打开，方便机械手等经由该通道进入反应室来取放外延基片，实现自动化操作。
文档编号C23C16/44GK202208759SQ201120320510
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者吕青, 张伟, 金小亮, 陈爱华 申请人:中晟光电设备(上海)有限公司