[發明專利]一種用于MOCVD設備的多級顆粒過濾器

有效

• 申請號: 201310186426.6
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103316545A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 劉欣;魏唯;陳特超;鞏小亮;王慧勇;羅才旺
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: B01D46/00
• 分類號: B01D46/00;B01D46/42
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;李發軍

技術領域

本發明涉及過濾裝置領域，特別涉及一種MOCVD設備中真空系統使用的多級顆粒過濾器。

背景技術

MOCVD是Ⅲ族的金屬有機化合物和V族元素的氫化物等作為晶體生長源材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，生長各種Ⅲ-V族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料的設備。

薄層材料的外延生長需要在高溫真空狀態下進行，反應腔內產生的反應副產物以及未反應完全的物質都會進入真空系統，出于凈化氣體以及保護真空干泵的需要，在真空干泵的進氣閥的前端都設有過濾器，普通過濾器都采用單級的一個或者多個濾芯組合的結構進行過濾，但是由于MOCVD工藝的特殊性，反應時溫度最高可達1200℃，真空干泵的抽速為85L/S，高溫氣體會快速通過過濾器而來不及沉積，過濾效果不理想，這樣將對真空系統中的球閥、節流蝶閥以及真空泵造成阻塞乃至不可估量的損害。另外由于MOCVD工藝所產生的粉塵中含有易燃物質，因此在過濾器進行日常維護、清洗時如何保證安全拆裝也非常重要。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述不足，本發明旨在提供一種用于MOCVD設備的多級顆粒過濾器，該多級顆粒過濾器拆卸方便且可以降溫、過濾效果好、清洗安全，可防止MOCVD反應腔中的粉塵、雜質進入下游閥門以及真空泵的過濾裝置。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種用于MOCVD設備的多級顆粒過濾器,包括罐體以及設于罐體側壁上的進氣口與罐體頂部的出氣口；其結構特點是,?所述罐體包括底蓋、串聯的多級罐體、以及上蓋；所述多級罐體中的前級罐體上端法蘭上安裝有前級法蘭，該前級法蘭將前級罐體與余下各級罐體隔開形成前級過濾區與后級過濾區，所述多級罐體中的每一級罐體內均設有濾芯；所述前級法蘭的法蘭板上開有連通前級過濾區與后級過濾區的通道，該前級法蘭的法蘭板底端面設有筒形罩；所述前級罐體內的濾芯為金屬濾芯，該金屬濾芯位于前級法蘭筒形罩的上部，該筒形罩的下部設有液冷系統；所述前級法蘭筒形罩底端位于進氣口之下；所述進氣口、前級法蘭筒形罩外壁與罐體內壁之間的通道、前級法蘭筒形罩內腔、余下各級罐體內腔、出氣口連通形成氣體通道。

以下為本發明的進一步改進的技術方案：

根據本發明的實施例，所述多級罐體包括前級罐體和后級罐體兩級；所述后級罐體內設有PE濾芯，該后級罐體的頂部設有后級法蘭；所述進氣口、前級法蘭筒形罩外壁與罐體內壁之間的通道、前級法蘭筒形罩內腔、后級罐體內腔、出氣口形成氣體通道。

進一步地，所述后級法蘭由法蘭盤與筒形罩連接而成，所述PE濾芯設置在后級法蘭筒形罩內；所述前級法蘭筒形罩的最下端與液體系統最下端等高；所述前級法蘭筒形罩將前級罐體內分隔成兩個區域，筒形罩內為降溫氣體過濾區，筒形罩外為高溫氣體區。

作為一種具體的冷卻系統，所述液冷系統為水冷板系統，其包括多塊具有內腔的水冷板，各水冷板之間通過水管連通，所述水冷板上連通有進水管和回水管，由此，水從進水管進入，然后從回水管出水，形成循環冷卻系統，對反應后的高溫氣體進行降溫。

作為一種具體的安裝形式，所述前級法蘭的法蘭盤上裝有一根螺桿，且法蘭盤上開有多個圓周分布的圓形通孔，各通孔大小與不銹鋼濾芯的中間通孔一致，經不銹鋼濾芯過濾后的氣體將從所述法蘭盤的通孔排出。

所述前級法蘭的法蘭盤下表面對應安裝有8個均勻分布的不銹鋼濾芯，各不銹鋼濾芯均位于前級法蘭筒形罩內；所述不銹鋼濾芯的下端用壓環封住，該壓環為內外圈帶折邊的環形件，壓環外圈的直徑小于所述前級法蘭筒形罩的內徑，這樣氣體就可從壓環外圈與筒形罩之間進入濾芯。

所述螺桿底端裝有壓蓋，該壓蓋將所述不銹鋼濾芯固定在所述前級法蘭的法蘭盤上。

在所述底蓋設上有通向罐體外的排氣管，該排氣管上設有一個排氣球閥。

所述進氣口位于罐體側壁高度方向1/3-1/2處，且位于前級法蘭的法蘭板之下。

所述濾芯為不銹鋼濾芯，每一級罐體內設有8個濾芯。

藉由上述結構，為了對高溫氣流進行充分冷卻，同時將進氣氣流中的有害成分冷凝出來，所述水冷板系統利用三塊圓盤式水冷板焊接而成，中間通過水管聯通。所述三塊水冷板呈平行布置，并且每個板上開有若干小孔，中間板上的開孔與旁邊兩塊板上的開孔相互錯開。

為了方便使用以及日常維護清洗，所述水冷板系統的進出水口都設有閥門。

所述壓蓋為薄圓板上焊有4根圓桿的焊件，這樣在壓緊壓環以及濾芯的同時，又可以使氣體從壓環內圈的圓孔進入濾芯分布區。