[实用新型]清洗MOCVD设备用石墨盘的烤盘炉装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及清洗MOCVD设备用石墨盘的烤盘炉装置。

背景技术

LED芯片产生前的LED外延片生长的基本原理是在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有蓝宝石和、SiC、Si）上，气态物质InGaAlP有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要采用MOCVD（金属有机化合物化学气相淀积）工艺，MOCVD设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、电脑多学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备，主要用于GaN（氮化鎵）系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光二极体芯片的制造。

在LED生产的MOCVD工艺中，会在石墨盘上形成砷化镓等物质的固体沉积。石墨盘上形成沉积物后，需要更换新的石墨盘才可确保生产顺利进行，从而使生产成本得到了提高。为了重复利用石墨盘，还可以对其进行清洗，然而如何清洗石墨盘上的沉积物一直困扰LED外延片生产的难题。

发明内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种清洗MOCVD设备用石墨盘的烤盘炉装置，它可清除石墨盘上沉积物，使石墨盘经清洗后能够多次反复使用，从而解决生产难题降低生产成本，同时为LED芯片生产的MOCVD工艺过程提供良好的质量保证。

本实用新型所述清洗MOCVD设备用石墨盘的烤盘炉装置，包括工作室、气源系统、真空系统、加热系统、冷却系统和控制系统，其中：

工作室包括炉壁、隔热层、加热器、引入电极；隔热层与炉壁固定连接，引入电极由炉壁外穿过炉壁与隔热层并与加热器固定连接；

气源系统、真空系统、加热系统、冷却系统分别与工作室相连；

控制系统与气源系统、真空系统、加热系统、冷却系统分别相连。

工作时，打开炉门,将覆盖有沉积物的石墨盘放入工作室的加热器中，后关好炉门；启动真空系统及加热系统，当达到一定的真空目标值和温度目标值后，启动气源系统，此时炉内便被充入N₂或者N₂、H₂的混合气体。在炉体这种高温低压的环境内，经过一段时间后，沉积物便会全部挥发成气体，通过真空系统将其抽走，从而达到清洁石墨盘的目的。清洗完毕后，冷却系统开始工作，在冷却过程中，根据气体热胀冷缩的原理，炉膛内压力会慢慢低于设定的压力值，此时气源系统会自动向炉内补充气体，恢复压力，直至常温常压，即可打开炉门，取出已清洁完成的石墨盘。

本实用新型所述清洗MOCVD设备用石墨盘的烤盘炉装置，是一台用于对LED生产所用的石墨盘进行清洁的专用设备，是国内第一台成功开发和应用的烤盘炉设备。它解决了石墨盘上的沉积物一直困扰LED外延片生产的难题，使石墨盘经清洗后能够多次反复使用，从而降低生产成本，也为LED芯片生产的MOCVD工艺过程提供良好的质量保证。

为取得更好的效果，本实用新型所述清洗MOCVD设备用石墨盘的烤盘炉装置，可以采用以下措施：

1、所述工作室内的炉壁为双层不锈钢板结构，夹层之间有螺旋分水环。所述螺旋分水环为环形的螺旋状的水冷系统，冷却水在此系统中进行循环流动，由于从烤盘炉开始运行直至石墨舟处理完毕，炉内始终保持高温而可能导致整个工作室受热变形，其中释放大量热量可能通过隔热层传至炉壁，该螺旋分水环可以更好的达到冷却效果，使炉壁冷却均匀，保证了炉体外壁为室温。

2、所述工作室内的加热器为鼠笼型。这样可以充分保证加热器的强度及温场地均匀性。

3、所述工作室内的隔热层主要由石墨毡、石墨筒和不锈钢板组成。

4、所述工作室内的隔热层通过支架与炉壁固定连接。

5、所述气源系统包括质量流量计、气动阀、管道。其中，气动阀由控制系统控制以配合质量流量计，从而通过管道为工作室提供工艺及保护气体。

6、所述真空系统包括真空泵、冷阱、阀门和真空计。其中，真空泵通过阀门与工作室相连，抽空时，控制系统动作阀门使其打开，真空计则测量工作室内的真空度并将信号反馈给控制系统。

7、所述加热系统由一个功率调整板、一个调压器及加热器和热电偶组成。其中，温度信号由热电偶检知，送入控制系统进行处理，然后由控制系统发出控制信号，送入直流电源板上的功率调整板，由功率调整板去控制调压器的功率输出，从而通过对加热器的控制完成对温度的控制。