[發明專利]金屬有機物化學氣相淀積系統中反應室上蓋的清刷方法

在審

• 申請號: 201610087408.6
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN105624639A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 王建立;曲爽;逯瑤;王成新
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: C23C16/18
• 分類號: C23C16/18;C23C16/44
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

技術領域

本發明涉及一種用于清刷金屬有機物化學氣相淀積系統(AIXTRONCRIUSIIMOCVD) 中反應室上蓋(SHOWERHEAD)的方法，以提高其潔凈度和清刷效率，屬于金屬有機物化 學氣相淀積系統中噴頭的清理技術領域。

背景技術

德國金屬有機物化學氣相淀積設備生產廠商愛思強(AIXTRON)生產的CRIUSII型金 屬有機物化學氣相淀積(MOCVD)系統的主要組成部分是反應室，所有外圍的一切都為反 應室工作，其中的反應原材料，包括MO源和特氣均從反應室上蓋細小的小孔進入反應室腔 體，反應室上蓋上的標準小孔如圖1所示。在特定的壓力和溫度下，在反應室腔體內發生化 學反應，形成化合物，再沉積到藍寶石(Al₂O₃)襯底上，就產生了外延的產品-外延片。外 延生長過程中反應室的原材料發生化學反應后布滿整個腔體環境，導致大量反應殘留物附著 在反應室上蓋表面及表面小孔的周圍，如圖2所示。由于反應室上蓋上的小孔太小(直徑 0.6mm)，非常容易被原材料堵塞，所以MOCVD廠商要求每爐長完后需要用毛刷刷掉反應室 上蓋上的附著物,從而防止反應室上蓋上的小孔被堵塞，每爐長完刷反應室上蓋，還能達到防 止反應室上蓋表面有附著物，影響MOCVD自帶激光探測裝置epi-tt的反射率，進而影響石 墨托盤溫度探測，影響外延生長溫度的重復性。

外延層生長過程中，反應室腔體溫度較高，為保證反應室上蓋溫度恒定，MOCVD系統 給反應室上蓋增加水循環裝置，循環水的恒定溫度設定為50℃，即進入反應室上蓋的循環水 溫度一直恒定在50℃，當然生長過程中反應室溫度很高，出反應室上蓋的水溫肯定高于50℃， 每爐生長結束后需要打開反應室上蓋，進行取外延片，然后用毛刷刷反應室上蓋表面,清除反 應室上蓋表面的附著物，在清除反應室上蓋表面的附著物過程中，由于反應室上蓋的溫度比 較高，約為50～70℃，反應室上蓋表面的附著物基本處于粘稠狀液態的狀態中，用毛刷刷， 非常容易將附著物糊到反應室上蓋的小孔上，導致小孔堵塞，而且也無法將附著物完全刷干 凈，如果一直無法將反應室上蓋表面的附著物刷掉，其上的小孔慢慢就會被堵塞，MO源和 特氣就無法通過小孔流入反應室，會導致外延片生長不均勻，epi-tt反射率也會受影響，外延 片表面溫度探測不準確，導致控溫跑偏，甚至整個外延片各層的生長溫度異常，嚴重時會導 致整爐外延片表面霧化報廢，反應室上蓋如果刷不干凈，對反應室上蓋本身危害也很大，如 果反應室上蓋小孔堵塞過多，必須將其整個拆下，并拆開進行清洗，關鍵問題是清洗完后恢 復時間特別長，偶爾還可能導致永遠無法恢復起來的嚴重后果。

目前都是在恒溫50℃的情況下清刷反應室上蓋，但是反應室上蓋表面的化合物為偏液態 狀態，由于溫度較高，用毛刷一刷，非常容易堵塞反應室上蓋上的小孔。

發明內容

本發明針對現有金屬有機物化學氣相淀積系統中反應室上蓋的清刷技術存在的不足，提 供一種清刷效果好、效率高的金屬有機物化學氣相淀積系統中反應室上蓋的清刷方法。

目前光電行業廠家在操作上，還都是恒溫刷反應室上蓋，也就是正常生長時反應室上蓋 的工藝循環水溫度和刷反應室上蓋時工藝循環水的溫度是一樣的，反應室上蓋和上蓋上的附 著物溫度都是比較高，這種溫度用大毛刷刷反應室上蓋，附著物的很大一部分又重新粘連到 反應室上蓋上，根本沒有被刷掉，刷完后反應室上蓋上亮亮的一層附著物，時間久后，反應 室上蓋會產生厚厚的一層由附著物組成的材料。

本發明的金屬有機物化學氣相淀積系統中反應室上蓋的清刷方法，是：

金屬有機物化學氣相淀積系統反應室內外延片生長結束后，降低進入反應室上蓋的工藝 循環水溫度，使反應室上蓋恒溫在20～30℃，附著物均為固態狀態，用專用大毛刷按照從遠 即近，在水平方向上直線清刷反應室上蓋的附著物。

由于進入反應室上蓋的工藝循環水溫度降低，導致反應室上蓋表面的溫度降低，附著在 反應室上蓋上的附著物溫度降低，附著物由趨向于液態而變成趨向于固態，附著物的硬度大 大提高，這樣附著物不容易被擠壓變形，也更容易被刷掉，不會粘連到毛刷上，也不會堵塞 反應室上蓋的小孔，反應室上蓋也刷的更干凈。