[实用新型]一种用于MOCVD反应腔室的盘体温度控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是指一种用于MOCVD反应腔室的 盘体温度控制装置。

背景技术

MOCVD(Metal-OrganicChemicalVaporDeposition金属有机化合物化学气 相沉积)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。MOCVD是制备化合物半导体外延材料的核心设备，以Ⅲ族、Ⅱ族元素的 有机化合物和V、Ⅵ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，主要用于生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以 及它们的多元固溶体的薄层单晶材料，涵盖了所有常见半导体，有着非常广阔 的市场前景。

金属有机化合物与氢化物以一定的速度从MOCVD反应腔室顶部进入反应 腔，在反应腔内反应后，尾气从反应腔底部排气口排出。化学反应在高温的状 态下进行，为了保护反应腔室的外围电气设备，须对腔体进行冷却。尾气在从 底盘排除的过程中，尾气中的P(磷)等固体颗粒遇到温度较低的底盘时，会产生 沉积，达到一定沉积程度后，则需停止MOCVD机台后，拆出腔体进行清理， 频繁拆卸腔体不但影响设备的使用寿命，还严重影响生产效率。

MOCVD盘体温度的传统控制方法是直接通冷却水，对冷却水流量进行控 制，此方法对盘体温度的控制的精度不高，特别是当反应腔室内加热丝调整反 应室反应温度时，传统方法的控温效果较慢，还可能会出现较大的超调。底盘 温度的波动会加速固体颗粒的沉积，进而影响生产效率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于MOCVD反应 腔室的盘体温度控制装置，能够有效克服温度的波动及滞后性，从而达到对底 盘温度的快速精确闭环控制。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种用于MOCVD反 应腔室的盘体温度控制装置，包括：

循环水管，螺旋盘绕在MOCVD反应腔室的底盘上；

循环泵，设置在MOCVD反应腔室外，与所述循环水管连接，使水在循环 水管的管路中不断循环，从而形成循环水回路；

调节阀，装于所述循环水管上，用于控制冷却水进入循环水管的进水量；

热电偶，装于MOCVD反应腔室的底盘上，用于温度检测；

温度控制器，用于接收所述热电偶的检测信号，而后输出控制信号给所述 调节阀，所述调节阀接收控制信号并实时调整阀门开度，从而控制冷却水进水 量。

所述循环泵为离心泵。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本实用新型能对生产过程中变化幅度较大的扰动有较好的抑制作用，较好 的克服温度的滞后性，有着近似于串级控制的效果，通过对底盘温度的精确控 制，减少了工艺气体从上向下流动的过程中P(磷)等颗粒在底盘的沉积，从而 降低反应腔室的清理频率，延长了机台的连续工作时间，间接地提高了生产效 率。

附图说明

图1为本实用新型所述盘体温度控制装置的安装结构示意图。

图2为本实用新型的温度闭环控制原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实施例所述的用于MOCVD反应腔室的盘体温度控制装置， 包括：

循环水管，螺旋盘绕在MOCVD反应腔室的底盘上；

循环泵(具体为离心泵)，设置在MOCVD反应腔室外，与所述循环水管连 接，使水在循环水管的管路中不断循环，从而形成循环水回路；

调节阀，装于所述循环水管上，用于控制冷却水进入循环水管的进水量；

热电偶，装于MOCVD反应腔室的底盘上，用于温度检测，有较高的精度， 能灵敏地反应实际温度；

温度控制器，用于接收所述热电偶的检测信号，进行PID运算后输出控制 信号给所述调节阀，所述调节阀接收控制信号并实时调整阀门开度，从而控制 冷却水进水量，冷却水的进入导致循环水回路压力升高，以致部分热水会从出 水口阀门处排出，从而使循环水回路的压力保持稳定。

如图2所示，温度控制器能实时显示反应腔底盘实测温度值PV，同时能直 接设置希望的温度控制点SP，根据PV、SP值自动进行PID运算，自动整定PID 参数，并输出控制信号给调节阀。