[发明专利]一种用于MOCVD设备的多级颗粒过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及过滤装置领域，特别涉及一种MOCVD设备中真空系统使用的多级颗粒过滤器。

背景技术

MOCVD是Ⅲ族的金属有机化合物和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Ⅲ-V族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料的设备。

薄层材料的外延生长需要在高温真空状态下进行，反应腔内产生的反应副产物以及未反应完全的物质都会进入真空系统，出于净化气体以及保护真空干泵的需要，在真空干泵的进气阀的前端都设有过滤器，普通过滤器都采用单级的一个或者多个滤芯组合的结构进行过滤，但是由于MOCVD工艺的特殊性，反应时温度最高可达1200℃，真空干泵的抽速为85L/S，高温气体会快速通过过滤器而来不及沉积，过滤效果不理想，这样将对真空系统中的球阀、节流蝶阀以及真空泵造成阻塞乃至不可估量的损害。另外由于MOCVD工艺所产生的粉尘中含有易燃物质，因此在过滤器进行日常维护、清洗时如何保证安全拆装也非常重要。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明旨在提供一种用于MOCVD设备的多级颗粒过滤器，该多级颗粒过滤器拆卸方便且可以降温、过滤效果好、清洗安全，可防止MOCVD反应腔中的粉尘、杂质进入下游阀门以及真空泵的过滤装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于MOCVD设备的多级颗粒过滤器,包括罐体以及设于罐体侧壁上的进气口与罐体顶部的出气口；其结构特点是, 所述罐体包括底盖、串联的多级罐体、以及上盖；所述多级罐体中的前级罐体上端法兰上安装有前级法兰，该前级法兰将前级罐体与余下各级罐体隔开形成前级过滤区与后级过滤区，所述多级罐体中的每一级罐体内均设有滤芯；所述前级法兰的法兰板上开有连通前级过滤区与后级过滤区的通道，该前级法兰的法兰板底端面设有筒形罩；所述前级罐体内的滤芯为金属滤芯，该金属滤芯位于前级法兰筒形罩的上部，该筒形罩的下部设有液冷系统；所述前级法兰筒形罩底端位于进气口之下；所述进气口、前级法兰筒形罩外壁与罐体内壁之间的通道、前级法兰筒形罩内腔、余下各级罐体内腔、出气口连通形成气体通道。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

根据本发明的实施例，所述多级罐体包括前级罐体和后级罐体两级；所述后级罐体内设有PE滤芯，该后级罐体的顶部设有后级法兰；所述进气口、前级法兰筒形罩外壁与罐体内壁之间的通道、前级法兰筒形罩内腔、后级罐体内腔、出气口形成气体通道。

进一步地，所述后级法兰由法兰盘与筒形罩连接而成，所述PE滤芯设置在后级法兰筒形罩内；所述前级法兰筒形罩的最下端与液体系统最下端等高；所述前级法兰筒形罩将前级罐体内分隔成两个区域，筒形罩内为降温气体过滤区，筒形罩外为高温气体区。

作为一种具体的冷却系统，所述液冷系统为水冷板系统，其包括多块具有内腔的水冷板，各水冷板之间通过水管连通，所述水冷板上连通有进水管和回水管，由此，水从进水管进入，然后从回水管出水，形成循环冷却系统，对反应后的高温气体进行降温。

作为一种具体的安装形式，所述前级法兰的法兰盘上装有一根螺杆，且法兰盘上开有多个圆周分布的圆形通孔，各通孔大小与不锈钢滤芯的中间通孔一致，经不锈钢滤芯过滤后的气体将从所述法兰盘的通孔排出。

所述前级法兰的法兰盘下表面对应安装有8个均匀分布的不锈钢滤芯，各不锈钢滤芯均位于前级法兰筒形罩内；所述不锈钢滤芯的下端用压环封住，该压环为内外圈带折边的环形件，压环外圈的直径小于所述前级法兰筒形罩的内径，这样气体就可从压环外圈与筒形罩之间进入滤芯。

所述螺杆底端装有压盖，该压盖将所述不锈钢滤芯固定在所述前级法兰的法兰盘上。

在所述底盖设上有通向罐体外的排气管，该排气管上设有一个排气球阀。

所述进气口位于罐体侧壁高度方向1/3-1/2处，且位于前级法兰的法兰板之下。

所述滤芯为不锈钢滤芯，每一级罐体内设有8个滤芯。

藉由上述结构，为了对高温气流进行充分冷却，同时将进气气流中的有害成分冷凝出来，所述水冷板系统利用三块圆盘式水冷板焊接而成，中间通过水管联通。所述三块水冷板呈平行布置，并且每个板上开有若干小孔，中间板上的开孔与旁边两块板上的开孔相互错开。

为了方便使用以及日常维护清洗，所述水冷板系统的进出水口都设有阀门。

所述压盖为薄圆板上焊有4根圆杆的焊件，这样在压紧压环以及滤芯的同时，又可以使气体从压环内圈的圆孔进入滤芯分布区。