專利名稱：金屬有機物化學氣相沉積設(shè)備及用于其中的隔離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導體薄膜沉積設(shè)備，特別涉及一種金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)設(shè)備及應用于該MOCVD設(shè)備中的分體式隔離裝置。
背景技術(shù)：
在金屬有機物化學氣相沉積設(shè)備領(lǐng)域，反應區(qū)域的流場結(jié)構(gòu)設(shè)計非常重要，穩(wěn)定的流場有利于反應過程的平穩(wěn)高效進行，減少源物料的浪費；進一步地，合理的反應區(qū)域流場設(shè)計結(jié)合溫場的設(shè)計可以有效的降低能量損耗，提高能量的利用效率。因此，合適的反應區(qū)域隔離裝置能夠有效改善反應區(qū)域流場和溫場，進而在物料和能量上起到較好的節(jié)省作用，有利于設(shè)備整體效能的提升，對于環(huán)保和節(jié)約成本起到關(guān)鍵性的作用。現(xiàn)有的設(shè)計方案中第一種采用金屬隔離裝置或者通入冷卻水的金屬隔離裝置(如圖la)，第二種為采用全部非金屬結(jié)構(gòu)或者復合的非金屬材料制作的隔離裝置(如圖lb)。圖1a和圖1b為常見的金屬有機物化學氣相沉積設(shè)備反應區(qū)域隔離裝置示意圖，在圖1a和圖1b中，A為MOCVD設(shè)備中的氣體反應區(qū)域隔離裝置；B為MOCVD設(shè)備中化學反應進行時的石墨盤或者基片。其中，第一種方案中利用金屬設(shè)計的隔離裝置方便加工，而且可以進一步加入冷卻水進行冷卻，方便工藝過程的快速升降溫；但是存在不足為，由于金屬本身的熱容較石墨小，本身的熱傳導較好，有利于升降溫的同時熱損耗較高，此外該方案中隔離裝置采用一體式設(shè)計，不方便對于MOCVD設(shè)備內(nèi)部進行維護操作。第二種方案中為利用非金屬如石墨等材料設(shè)計的隔離裝置，由于熱容較大而且不能內(nèi)置冷卻水，熱損耗較少，但不利于需要快速升降溫的化學反應過程，該方案中非金屬隔離裝置不能進行硬接觸，因此在MOCVD設(shè)備中，位置通常固定不變，不適用于MOCVD設(shè)備中 外延片的自動化生產(chǎn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于MOCVD設(shè)備的隔離裝置及MOCVD設(shè)備，能滿足快速升降溫和降低熱能損耗的需求。為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型提供一種用于MOCVD設(shè)備的隔離裝置，其特征在于，包含第一隔離部分和可與所述第一隔離部分相分離的第二隔離部分；所述第一隔離部分包含第一環(huán)形擋板，與所述第一環(huán)形擋板相連接的支撐部，以及與所述支撐部相連接的若干個連桿；所述第二隔離部分包含第二環(huán)形擋板；其中，所述第一環(huán)形擋板圍繞第二環(huán)形擋板，所述第二環(huán)形擋板和所述支撐部相接觸。所述的支撐部和第一環(huán)形擋板的底部、連桿的頂部分別相連接。所述的支撐部為環(huán)形的底板，該底板的內(nèi)徑小于第一環(huán)形擋板的內(nèi)徑。[0013]所述的第二環(huán)形擋板和所述底板可分離地固定連接或者可分離地活動連接?；蛘撸龅牡诙h(huán)形擋板直接位于所述底板上。所述的第二環(huán)形擋板的內(nèi)徑大于或者等于該底板的內(nèi)徑。所述的第一隔離部分由金屬材料制成，第二隔離部分由金屬材料或非金屬材料制成。所述的第一隔離部分由不銹鋼制成，第二隔離部分由鑰或者石墨制成。本實用新型還提供一種MOCVD設(shè)備，包括反應爐和位于該反應爐中的托盤，還包括上述任意一種分體式隔離裝置，該隔離裝置設(shè)置在反應爐的爐壁和托盤之間，且可在第一位置和第二位置之間上下移動，其中第一位置高于第二位置；連桿、支撐部以及第一環(huán)形擋板在第一位置和第二位置之間一起上下移動時，支撐部帶動第二環(huán)形擋板一起上下移動；在第一環(huán)形擋板位于第一位置時，第二環(huán)形擋板圍繞托盤。本實用新型提供的隔離裝置中，包括第一隔離部分和可與第一隔離部分相分離的第二隔離部分，采用這種分體式結(jié)構(gòu)，既能滿足快速升降溫的需求，又能滿足降低熱能損耗的需求。此外，第一隔離部分和第二隔離部分之間方便分離，有利于對MOCVD設(shè)備進行維護。 進一步地，第一隔離部分還可以設(shè)有支持冷卻液流通的結(jié)構(gòu)，能更好地滿足快速升降溫的要求。本實用新型提供的MOCVD設(shè)備，隔離裝置設(shè)置在反應爐的爐壁和托盤之間，且可在不同位置之間上下移動，適應于自動化生產(chǎn)的需求，此外，該MOCVD設(shè)備既能滿足快速升降溫的需求，又能滿足降低熱能損耗的需求。

圖1a為現(xiàn)有技術(shù)中一種MOCVD設(shè)備反應區(qū)域示意圖；圖1b為現(xiàn)有技術(shù)中另一種MOCVD設(shè)備反應區(qū)域不意圖；圖2為本實用新型一個實施例中用于MOCVD設(shè)備的隔離裝置的合體狀態(tài)的剖視示意圖；圖3為本實用新型一個實施例中用于MOCVD設(shè)備的隔離裝置的分體狀態(tài)的立體示意圖；圖4為本實用新型一個實施例中用于MOCVD設(shè)備的隔離裝置的分體狀態(tài)的剖視示意圖；圖5為本實用新型一個實施例中MOCVD設(shè)備中的隔離裝置位于第一位置的示意圖；圖6為本實用新型一個實施例中MOCVD設(shè)備中的分體式隔離裝置位于第二位置的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，通過詳細說明具體實施例，對本實用新型做進一步闡述。[0031]如圖2、圖3和圖4所示，本實用新型一個實施例提供了一種用于MOCVD設(shè)備的隔離裝置，具體包含第一隔離部分和第二隔離部分，且第一隔離部分和第二隔離部分可以相結(jié)合或者相分離。其中，如圖3和圖4所示，第一隔離部分包含第一環(huán)形擋板11，與第一環(huán)形擋板11相連接的支撐部12，與支撐部12相連接的若干個連桿13。第二隔離部分包含第二環(huán)形擋板21，第一隔離部分和第二隔離部分相結(jié)合時，第一環(huán)形擋板11圍繞第二環(huán)形擋板21，第二環(huán)形擋板21和支撐部12相接觸。本實施例提供的隔離裝置安裝于MOCVD設(shè)備中時，如圖5所示，第一隔離部分和第二隔離部分相結(jié)合，第一環(huán)形擋板21圍繞第二環(huán)形擋板21，第二環(huán)形擋板21和支撐部12相接觸。本實施例中隔離裝置包括可相互分離的第一隔離部分和第二隔離部分，能滿足快速升降溫和降低熱能損耗的需求。此外該隔離裝置可以方便的分離，有利于MOCVD設(shè)備的維護操作。具體地，支撐部12和第一環(huán)形擋板11的底部、連桿13的頂部分別相連接。在一種可選方式中，支撐部12可以為環(huán)形的底板12，且該底板12的內(nèi)徑小于第一環(huán)形擋板11的內(nèi)徑。第二環(huán)形擋板21和支撐部12 (例如環(huán)形的底板12)相接觸時，在保證第二環(huán)形擋板21和支撐部12可以相互分離特別是容易分離的條件下，可以采取固定連接的方式，例如采取卡扣結(jié)構(gòu)將第二環(huán)形擋板21固定在底板12上?；蛘咭部梢圆扇』顒舆B接的方式，例如采用不完全鎖死結(jié)構(gòu)來連接第二環(huán)形擋板21和支撐部12?；蛘叩诙h(huán)形擋板21也可以直接位于環(huán)形的底板12上，即第二環(huán)形擋板21和底板12之間不采用任何具體的連接結(jié)構(gòu)來進行連接，而只是第二環(huán)形擋板21的下表面和底板12上表面之間的簡單接觸，這樣第二環(huán)形擋板21相對于支撐部12能夠產(chǎn)生水平位移。本實施例中，連桿13、支撐部12以及第一環(huán)形擋板11之間采取硬連接方式，作為一個整體能夠支持一起移動。在一種可選方式中，第一隔離部分米用金屬材料例如不銹鋼制成，相應地，連桿13、支撐部12以及第一環(huán)形擋板11由不銹鋼制成。與此相對，第二隔離部分由非金屬材料例如石墨制成，相應地，第二環(huán)形擋板21由石墨制成。第一隔離部分采用金屬材料，可以更好滿足工藝過程的快速升降溫的要求，第二隔離部分采用非金屬材料，可以更好降低熱損耗，第二隔離部分的熱量除了以熱輻射的方式傳遞給第一隔離部分外，還可以通過支撐部以熱傳導的方式傳遞給第一隔離部分。此外，由于石墨等非金屬材料容易加工成形，第二隔離部分采用石墨有利于滿足反應區(qū)域需求的流場空間設(shè)計。需要指出的，在另一種可選的方式中，第二隔離部分也可以采用金屬材料特別是熱容量較高的金屬材料，例如鑰。此外由于第一隔離部分采用金屬材料，以第一隔離部分作為基座，能支持隔離裝置升降的需求。在本實施例中，第一隔離部分可以為升降結(jié)構(gòu)，也可以是固定式的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地，采用升降結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動裝置(圖中未示出)作用下，連桿13可以上下移動，進而帶動支撐部12以及第一環(huán)形擋板11的上升或者下降，本實施例對連桿13個數(shù)不作限定，優(yōu)選地為2根或3根。在本發(fā)明實施例提供的隔離裝置具體應用于MOCVD設(shè)備時，第二環(huán)形擋板21可以直接位于支撐部12上，而不用采用特定的連接結(jié)構(gòu)(可參見圖3)，第二環(huán)形擋板21下表面和支撐部12 (例如環(huán)形的底板)的上表面相接觸，支撐部12能夠帶動第二環(huán)形擋板21 —起上下移動，在本實施例中，第二環(huán)形擋板21的內(nèi)徑大于或者等于底板的內(nèi)徑。[0037]進一步，第一環(huán)形擋板11內(nèi)還設(shè)有內(nèi)部空槽用以容納冷卻液，支撐部中12設(shè)有和該空槽連通的空腔，至少一個連桿13內(nèi)設(shè)有和該空腔連通的用以供冷卻液流動的通道，具體地至少一個連桿13內(nèi)設(shè)有將冷卻液導入該內(nèi)部空槽的通道，且至少一個連桿13內(nèi)還設(shè)有將冷卻液從該內(nèi)部空槽導出的通道，從而起到控制溫度的作用。在本實施例中，由于第二隔離部分采用石墨等非金屬材料容易加工成形的特點，可以設(shè)計滿足反應區(qū)域需求的流場空間設(shè)計。此外，對于第二隔離部分，如果是金屬材料，例如鑰，還可以進一步在金屬上增加涂層，例如碳化硅(SiC);如果是非金屬材料，例如石墨，也可以在石墨上增加涂層，例如碳化硅(SiC),以較好的吸附反應氣體在第二隔離部分上形成的雜質(zhì)。請參閱圖5和圖6所示,本實用新型的一個實施例還提供一種MOCVD設(shè)備,包括反應爐(圖中未示出)和位于該反應爐中的托盤3，以及上述實施例提供的任意一種隔離裝置，例如該隔離裝置具體包含第一隔離部分和第二隔離部分，且第一隔離部分和第二隔離部分可以相結(jié)合或者相分離。其中，第一隔離部分包含第一環(huán)形擋板11，與第一環(huán)形擋板11相連接的支撐部12，與支撐部12相連接的若干個連桿13 ;第二隔離部分包含第二環(huán)形擋 板21，第一隔離部分和第二隔離部分相結(jié)合時，第一環(huán)形擋板11圍繞第二環(huán)形擋板21，第二環(huán)形擋板21和支撐部12相接觸。隔離裝置設(shè)置在反應爐的爐壁和托盤之間，且可在第一位置(請參見圖5)和第二位置(請參見圖6)之間上下移動，其中第一位置高于第二位置；連桿13、支撐部12以及第一環(huán)形擋板11 一起上下移動時，支撐部12帶動第二環(huán)形擋板21 —起上下移動，在第一環(huán)形擋板11位于第一位置時，第二環(huán)形擋板圍繞托盤3。而第一環(huán)形擋板11位于第二位置時，隔離裝置低于托盤或者和托盤持平，可見第一位置高于第二位置。此外，不論在第一位置還是第二位置，由于第一隔離部分和第二隔離部分相結(jié)合，第一環(huán)形擋板11均圍繞第二環(huán)形擋板21。本實用新型提供的一種MOCVD設(shè)備，包含隔離裝置，該隔離裝置設(shè)置在反應爐的爐壁和托盤之間，且可在不同位置之間上下移動，能滿足MOCVD設(shè)備自動化生產(chǎn)需求。此外隔離裝置中第一隔離部分和第二隔離部分之間方便分離，有利于對MOCVD設(shè)備進行維護。進一步地，第一隔離部分采用不銹鋼，第二隔離部分采用石墨或者鑰，能更好地滿足快速升降溫的需求以及降低熱損耗?？傊?，通過上述介紹，本實用新型實施例提供了一種MOCVD設(shè)備及應用于該MOCVD設(shè)備的隔離式裝置，任何的根據(jù)此設(shè)計思想進行的設(shè)計均在本專利的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于金屬有機物化學氣相沉積設(shè)備的隔離裝置，其特征在于，包含第一隔離部分和可與所述第一隔離部分相分離的第二隔離部分；所述第一隔離部分包含第一環(huán)形擋板(11)，與所述第一環(huán)形擋板(11)相連接的支撐部(12)，以及與所述支撐部(12)相連接的若干個連桿(13);所述第二隔離部分包含第二環(huán)形擋板(21)；所述第一隔離部分和所述第二隔離部分相結(jié)合時，所述第一環(huán)形擋板(11)圍繞所述第二環(huán)形擋板(21)，所述第二環(huán)形擋板(21)和所述支撐部(12 )相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的隔離裝置，其特征在于，所述支撐部和所述第一環(huán)形擋板的底部、所述連桿的頂部分別相連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的隔離裝置，其特征在于，所述的支撐部為環(huán)形的底板，該底板的內(nèi)徑小于第一環(huán)形擋板的內(nèi)徑。
4.如權(quán)利要求3所述的隔離裝置，其特征在于，所述第二環(huán)形擋板和所述支撐部相接觸具體為所述的第二環(huán)形擋板和所述底板可分離地固定連接或者可分離地活動連接。
5.如權(quán)利要求3所述的隔離裝置，其特征在于，所述第二環(huán)形擋板和所述支撐部相接觸為所述的第二環(huán)形擋板直接位于所述底板上。
6.如權(quán)利要求3所述的隔離裝置，其特征在于，所述的第二環(huán)形擋板的內(nèi)徑大于或者等于該底板的內(nèi)徑。
7.如權(quán)利要求1所述的隔離裝置，其特征在于，所述第一隔離部分由金屬材料制成，所述第二隔離部分由金屬材料或非金屬材料制成。
8.如權(quán)利要求7所述的隔離裝置，其特征在于，所述的第一隔離部分由不銹鋼制成，第二隔離部分由鑰或者石墨制成。
9.如權(quán)利要求7或8所述的隔離裝置，其特征在于，所述第一環(huán)形擋板中設(shè)有用于容納冷卻液的內(nèi)部空槽，所述支撐部中設(shè)有和該空槽連通的空腔，所述若干個連桿中至少有一個連桿設(shè)有和該空腔連通的用以供冷卻液流動的通道。
10.一種金屬有機物化學氣相沉積設(shè)備，包括反應爐和位于該反應爐中的托盤，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1至9任一項所述的隔離裝置；所述的隔離裝置設(shè)置在反應爐的爐壁和托盤之間，且可在第一位置和第二位置之間上下移動，其中第一位置高于第二位置；所述連桿、支撐部以及第一環(huán)形擋板在第一位置和第二位置之間一起上下移動時，所述支撐部帶動所述第二環(huán)形擋板一起上下移動；在第一環(huán)形擋板位于第一位置時，第二環(huán)形擋板圍繞托盤。
專利摘要本實用新型公開了一種用于MOCVD設(shè)備的隔離裝置，該隔離裝置包含第一隔離部分和第二隔離部分；第一隔離部分包含第一環(huán)形擋板，與第一環(huán)形擋板相連接的支撐部，以及與支撐部相連接的若干個連桿；第二隔離部分包含第二環(huán)形擋板，第一隔離部分和第二隔離部分相結(jié)合時，第一環(huán)形擋板圍繞第二環(huán)形擋板，第二環(huán)形擋板和支撐部相接觸。采用這種分體式結(jié)構(gòu)，既能滿足快速升降溫的需求，又能滿足降低熱能損耗的需求。
文檔編號C23C16/44GK202830167SQ20122045663
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者陳凱輝, 徐春陽, 李淼, 金文彬, 呂青, 王國斌, 張偉 申請人:中晟光電設(shè)備(上海)有限公司