HVPE反应器装置.pdf

上传人：n****g

文档编号：577304

上传时间：2018-02-23

格式：PDF

页数：6

大小：250.11KB

《HVPE反应器装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HVPE反应器装置.pdf（6页完整版）》请在专利查询网上搜索。

HVPE反应器装置包括反应室(1)、用于将工艺气体引入反应室的气体进口(2)、残留气体出口(3)以及用于通过残留气体出口从反应室排出残留气体的泵(4)，所述泵能够在所述反应室中产生并维持小于或等于大约100mbr的压强。根据本发明，反应器装置包括用于将溶解流体提供到泵以溶解在泵内表面上的残留气体的制剂的可能寄生沉积的设备(6，7，V2，V3)。。

摘要
申请专利号：	CN200880120364.6	申请日：	2008.12.11
公开号：	CN101896639A	公开日：	2010.11.24
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):C23C 16/44申请日:20081211授权公告日:20120418终止日期:20131211\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C23C 16/44申请日:20081211\|\|\|公开
IPC分类号：	C23C16/44; F04C29/00; B01D53/34	主分类号：	C23C16/44
申请人：	奥普特冈有限公司
发明人：	弗拉迪米尔·尼古拉耶夫; 弗拉德斯拉夫·E·鲍格诺夫; 马克西姆·A·欧得诺莱多夫; 亚瑟·切伦科夫
地址：	芬兰埃斯堡
优先权：	2007.12.13 FI 20075902
专利代理机构：	北京安信方达知识产权代理有限公司 11262	代理人：	李冬梅;郑霞
PDF完整版下载：	PDF下载

内容摘要

HVPE反应器装置包括反应室(1)、用于将工艺气体引入反应室的气体进口(2)、残留气体出口(3)以及用于通过残留气体出口从反应室排出残留气体的泵(4)，所述泵能够在所述反应室中产生并维持小于或等于大约100mbr的压强。根据本发明，反应器装置包括用于将溶解流体提供到泵以溶解在泵内表面上的残留气体的制剂的可能寄生沉积的设备(6，7，V2，V3)。

权利要求书

1.一种HVPE反应器装置，包括反应室(1)、用于将工艺气体引入所述反应室的气体进口(2)、残留气体出口(3)、以及用于通过所述残留气体出口从所述反应室排出残留气体的泵(4)，所述泵能够在所述反应室中产生并维持小于或等于大约100mbr的压强，特征在于，所述反应器装置包括用于将溶解流体提供到所述泵以溶解在泵内表面上的所述残留气体的制剂的可能寄生沉积的设备(6，7，V2，V3)。2.如权利要求1所述的HVPE反应器装置，特征在于，用于将溶解流体提供到所述泵的所述设备包括与所述泵(4)的入口流连接的溶解流体容器(6，7)。3.如权利要求1或2所述的HVPE反应器装置，特征在于，所述反应器装置包括跟随有乙二醇扩散器(9)的额外的残留气体出口(8)，用作用于例如在所述反应器的净化期间排出所述残留气体的可选的残留气体排出路径。

说明书

HVPE反应器装置

发明领域

本发明涉及例如用于基于GaN的半导体基底和部件的外延生长的减压的氢化物气相外延(HVPE)反应器。具体地，本发明涉及用于排空反应室的系统。

发明背景

在设计成用于GaN生长的现有HVPE反应器中，一个典型和严重的问题是在反应器的内表面上特别是在工艺气体的出口附近或之后，不同物质特别是NH₄Cl和GaCl₃的高速率的寄生沉积。结果，一些反应器被堵塞，即使已经在操作的一些时间之后。堵塞的问题涉及整个排气系统，但特别是排气泵。所述固体化合物使得很难使用用于减少反应器中的压力的标准传统真空泵。这使又导致高成本的专业化系统成为必需的。试图避免泵的堵塞的一个已知的解决方案是在泵前面安装大冷凝室。冷凝室作为对残留气体的收集器工作，大量残留气体积聚在冷凝室的璧上。然而，自然地，这种解决方案仅仅延迟堵塞，而没有真正解决主要问题。

因此，存在对有效的优选低成本排空系统的需要，该系统实现HVPE反应器的连续操作，而没有由于排气系统的堵塞而引起的中断。

发明目的

本发明的目的是提供用于HVPE反应器的有效的优选低成本排空系统，该排空系统实现HVPE反应器的连续操作，而没有由于寄生沉积而由排气系统的堵塞引起的中断。

发明概述

本发明以权利要求1中所公开的内容为特征。

本发明的HPVE反应器装置包括反应室、用于将工艺气体引入反应室的气体进口、残留气体出口以及用于通过残留气体出口从反应室排出残留气体的泵，泵能够在反应室中产生并维持小于或等于大约100mbr的压强。

根据本发明，反应器装置包括用于将溶解流体(dissolving fluid)提供到泵以溶解在泵内表面上的残留气体的制剂(agent)的可能寄生沉积的设备。

因此，本发明中的关键特征是用于将溶解流体提供到泵的所述设备，使得溶解固体寄生沉积并将其从泵和后面的排气通道中冲洗出去成为可能。以这种方式清洁泵可以不仅在处理周期之间而且在处理进行期间被执行。在反应器设备的操作期间提供溶解流体的情况下，溶解流体在溶解已经在泵之前的残留气体中也可以有另一项重要功能，以便防止其在泵的表面上的沉积或冷凝。这两个所述机构都保护泵不受堵塞，从而在没有中断的情况下实现反应器的长期操作。当与利用高成本但仍然容易堵塞并损坏真空泵的那些现有技术系统比较时，这意味着极大的优点。

在根据本发明的装置中使用的泵可为能够提供所述真空并且能够除了气体以外还传送液体和蒸汽的任何类型。可能的泵类型例如为液环泵、膜泵和活塞计量泵(dosing pump)。例如，以工业陶瓷材料的液环真空泵可为良好的选择。活塞计量泵是基于活塞的周期性来回操作的泵。活塞计量泵通常在活塞运动到一个方向期间在其内容纳特定的流体体积，并在活塞运动到相反方向期间将它推出。因此，操作可被表达为脉动的(pulsed)而不是连续的流体传输。在活塞计量泵类型的情况下，优选地有至少两个泵，其被异步地使用，以便最小化由于泵的脉动型操作而引起的压力起伏。

用于将溶解流体提供到泵的设备优选地包括与泵入口流连接(flowconnection)的溶解流体容器。流连接优选地可使用阀控制。在一个优选实施方式中，溶解流体容器与泵入口和出口两者流连接，因而形成实现溶解流体的长期使用的溶解流体循环路径。在这个实施方式中，优选地还有另一溶解流体容器，其用作用于在需要时将清洁流体添加到流体循环的补充容器。

优选地，本发明的反应器装置还包括跟随有乙二醇扩散器(bubbler)的额外的残留气体出口，乙二醇扩散器和残留气体出口一起用作用于例如在反应器的净化期间和不使用泵的其它情况下排出残留气体的可选的残留气体排出路径。氯化氨和其它废品的水溶液可能对反应器部分非常有害，且在低工艺气体流动期间这些溶液的蒸汽的回流也可能消极地影响生长过程。乙二醇扩散器像防止所述回流的阀一样来操作。

本发明的详细描述

在下文中，参考附图1更详细地描述了本发明，图1示出根据本发明的一个实施方式的HVPE反应器装置的示意图。

图1的反应器装置包括反应室1和用于将工艺气体引入该室的工艺气体入口2。为了简单起见，在图1中，只示出了一个工艺气体入口。无疑，在实际设备中，通常有很多工艺气体入口。为了排出流经该室的残留工艺气体，存在跟随有包括泵4的配置的残留气体出口3，泵4的入口布置成通过残留气体出口与反应室流连接。在该配置中，在泵和残留气体出口之间是双向第一阀V1，其用于控制反应室和泵之间的流连接。也连接到双向第一阀的是惰性气体线路5，其用于在其操作周期之间将氮或其它惰性气体提供到泵，用于清洁和干燥泵线路，即，泵和/或到其和来自其的通道。进一步地，通过第二阀V2与泵入口流连接的是蒸馏水容器6，其用于储藏并提供蒸馏水到泵，用于溶解并从泵冲洗掉来自通过寄生沉积而聚集在泵的内表面上的残留气体的物质。泵的输出对水箱7开放，水箱7又通过第三阀V3连接回到泵的入口。因此，存在通过泵和水箱的水循环路径。还有连接到水箱用于控制从箱中流出的水的第四阀V4。

作为可选的残留气体排出路径，存在额外的残留气体出口8，其跟随有第五阀V5、乙二醇扩散器9和第六阀V6。这个可选的残留气体排出路径可例如在反应器净化期期间或在压力高于大气压的情况期间被使用。乙二醇扩散器防止在化学上侵蚀的化合物回流到室。这两个残留气体排出路径最终与公共排气管10的开口重合，用于将残留气体输送到洗涤器(未在图1中示出)。

图1的反应器装置的操作在下文中被简要地描述。在正常工艺操作中，残留气体通过残留气体出口3排出。第五和第六阀V5、V6闭合，而第一阀V1打开。泵4用于排空反应室。第三阀V3用于控制从水箱到泵的水供应，以通过溶解寄生沉积并从泵内表面冲洗掉寄生沉积来清洁泵。在泵之后，水返回到水箱，通过第四阀V4可从水箱移除被污染的水。纯净的蒸馏水可通过第二阀V2从蒸馏水箱被添加到水循环。泵可在处理期间以及在处理期之间被清洁。

注意到作为溶解流体的水仅仅是一个简单的例子是很重要的。自然，如对本领域技术人员很清楚的，可使用任何其它适当的流体或适当制剂的水溶液来代替纯净水。例如，一些酒精可比水更有效地溶解HCl、氨气和氯化氨。

当在处理进行之间和在不使用泵的其它情况中净化反应器时，第一阀V1靠着反应室闭合，而第五和第六阀V5、V6打开。因此，残留气体接着流经额外的残留气体出口8和乙二醇扩散器9。泵4可接着例如通过双向阀V1的氮的流动被干燥。

如对本领域技术人员清楚的，本发明不限于上述例子。相反，本发明的实施方式可在权利要求的范围内自由地变化。