本發(fā)明涉及金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀(metal-organicchemicalvapordeposition，mocvd)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種噴頭清洗方法。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管芯片是一種可以直接把電轉(zhuǎn)化為光的固態(tài)半導(dǎo)體器件，是發(fā)光二極管的核心組件。常見的發(fā)光二極管芯片為gan基發(fā)光二極管芯片，gan基發(fā)光二極管芯片制作時(shí)，主要步驟為生長gan基發(fā)光二極管外延片。

目前，生長gan基發(fā)光二極管外延片主要采用mocvd技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因此，用于實(shí)現(xiàn)mocvd的mocvd設(shè)備顯得至關(guān)重要。mocvd設(shè)備可以分為腔體反應(yīng)室、加熱器、冷卻系統(tǒng)、氣體輸運(yùn)系統(tǒng)以及整體控制系統(tǒng)幾大部分。在氣體輸運(yùn)系統(tǒng)中，噴頭(showerhead)是至關(guān)重要的部分。常用的噴頭主要來自于aixtron和veeco兩廠商。以aixtron的噴頭為例，aixtron的噴頭采用的是近耦合噴淋設(shè)計(jì)，gan基反應(yīng)的ⅲ族和ⅴ族氣源主要從兩組直徑不到1mm的上千個(gè)氣孔中噴出，又因噴頭離反應(yīng)腔中的石墨盤比較近，在長期使用過程中，容易導(dǎo)致噴頭氣孔的堵塞。

為了解決噴頭堵塞的問題，傳統(tǒng)的解決方法主要是用鋼琴的琴弦去捅堵塞的氣孔，但由于氣孔成千上萬，導(dǎo)致傳統(tǒng)的解決方法耗時(shí)過長。為了解決傳統(tǒng)的解決方法耗時(shí)過長的問題，人們提出了采用naoh清洗噴頭的方法。

但是在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用naoh清洗時(shí)，氣孔和其他縫隙中的雜質(zhì)或殘留反應(yīng)物很難清洗干凈，并且還會引入新的雜質(zhì)，所以在恢復(fù)是耗時(shí)長，且難以恢復(fù)到量產(chǎn)水平，又需重新清洗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)噴頭堵塞影響制備出的發(fā)光二極管芯片光電性能，以及噴頭的清洗方法不合適導(dǎo)致噴頭很長時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)到量產(chǎn)水平的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種噴頭清洗方法。所述技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種噴頭清洗方法，適用于金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀設(shè)備中的噴頭，所述噴頭清洗方法包括：配置清洗溶液，所述清洗溶液為naoh溶液與h2o2的混合溶液；將所述噴頭浸泡在所述清洗溶液內(nèi)進(jìn)行超聲清洗；采用清水對所述噴頭進(jìn)行超聲沖洗；采用n2或惰性氣體吹掃所述噴頭，然后再對所述噴頭進(jìn)行烘干。

在本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述naoh溶液中naoh的濃度為m，50g/l≤m≤150g/l。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述清洗溶液中naoh溶液與h2o2的體積比為n，40:1≤n≤30:5。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述將所述噴頭浸泡在所述清洗溶液內(nèi)進(jìn)行超聲清洗，包括：將所述噴頭浸泡在所述清洗溶液中進(jìn)行清洗，并在清洗的同時(shí)對所述清洗溶液進(jìn)行超聲處理，所述超聲處理的時(shí)間≥6小時(shí)。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述將所述噴頭浸泡在所述清洗溶液內(nèi)進(jìn)行超聲清洗，還包括：在將所述噴頭浸泡在所述清洗溶液中時(shí)，向所述清洗溶液中通入n2或惰性氣體持續(xù)吹掃所述噴頭。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述采用清水對所述噴頭進(jìn)行超聲沖洗，包括：將所述噴頭浸入流動的清水中進(jìn)行沖洗，并在沖洗的同時(shí)對所述清水進(jìn)行超聲處理，沖洗時(shí)間≥12小時(shí)。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述采用清水對所述噴頭進(jìn)行超聲沖洗，還包括：在將所述噴頭浸入流動的清水中時(shí)，向所述清水中通入n2或惰性氣體持續(xù)吹掃所述噴頭。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述采用n2或惰性氣體吹掃所述噴頭，包括：采用n2或惰性氣體持續(xù)吹掃已沖洗干凈的所述噴頭的腔室，直至沒有水氣被吹出為止。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述配置清洗溶液，包括：將3kg的固體naoh溶于30l蒸餾水中，然后加入1lh2o2，得到所述清洗溶液。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述對所述噴頭進(jìn)行烘干，包括：在70℃至90℃的環(huán)境下，烘干所述噴頭。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

本發(fā)明實(shí)施例提供的清洗方法在清洗噴頭時(shí)，先采用naoh溶液與h2o2的混合溶液對噴頭進(jìn)行超聲清洗，出去噴頭內(nèi)殘留的雜質(zhì)，然后對噴頭進(jìn)行超聲沖洗，出去殘留的清洗溶液，最后進(jìn)行吹干和烘干步驟；該方法不會腐蝕噴頭，而且能有效的清洗噴頭，并可在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到量產(chǎn)的水平，有效降低了恢復(fù)量產(chǎn)的時(shí)間成本。另外，該清洗方法還具有清潔度高，清洗速度快，不需人手接觸清洗劑，安全可靠，對縫隙、凹凸面、深孔處亦可清洗干凈，對噴頭表面無損傷；該清洗方法實(shí)現(xiàn)時(shí)，只需將噴頭放入清洗槽中，相比入原本在車間工作臺上進(jìn)行清洗作業(yè)節(jié)省了場地，同時(shí)該清洗方法還能夠節(jié)省人工。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種噴頭清洗方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種噴頭清洗方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種噴頭清洗方法的流程圖，適用于mocvd設(shè)備中的噴頭，該噴頭清洗方法包括：

步驟101：配置清洗溶液，清洗溶液為naoh溶液與h2o2的混合溶液。

其中，naoh溶液中naoh的濃度為m：50g/l≤m≤150g/l。采用naoh濃度為50g/l-150g/l的naoh溶液的原因如下：一方面，如果naoh溶液中naoh的濃度過高，在將固體naoh溶于水時(shí)會大量放熱，熱量太高時(shí)會導(dǎo)致naoh溶液四處濺射，另外，高濃度的naoh溶液還會揮發(fā)出大量刺激性且對身體有害的naoh。另一方面，naoh濃度太高會造成清洗溶液的腐蝕性太強(qiáng)，會對噴頭造成腐蝕，濃度太低又達(dá)不到清洗的效果。

優(yōu)選地，naoh溶液中naoh的濃度為100g/l，采用該濃度的清洗溶液制備時(shí)能夠保證安全性，另外，既不會因?yàn)闈舛忍吒g性太強(qiáng)對噴頭造成腐蝕，又不會因?yàn)闈舛忍瓦_(dá)不到清洗的效果。

其中，清洗溶液中naoh溶液與h2o2的體積比為n：40:1≤n≤30:5。如果清洗溶液中h2o2體積過少，naoh溶液與h2o2反應(yīng)會消耗掉所有h2o2，h2o2沒有起到作用；如果清洗溶液中h2o2體積過多，又會與大量的naoh反應(yīng)生成o2，并且會放熱，這兩種情況都不能使清洗溶液正常工作。

優(yōu)選地，清洗溶液中naoh溶液與h2o2的體積比為30：1。

步驟102：將噴頭浸泡在清洗溶液內(nèi)進(jìn)行超聲清洗。

其中，步驟102可以采用如下方式實(shí)現(xiàn)：將噴頭浸泡在清洗溶液中進(jìn)行清洗，并在清洗的同時(shí)對清洗溶液進(jìn)行超聲處理，超聲處理的時(shí)間≥6小時(shí)。

具體地，將清洗溶液承載在清洗槽中，然后將噴頭放入清洗槽內(nèi)進(jìn)行浸泡。

該清洗溶液能夠去除附著在噴頭上的顆粒殘留物(如殘留的gan)、mo源(高純金屬有機(jī)化合物)或mo源的裂解物等有機(jī)物質(zhì)，主要通過氧化顆粒殘留物(后文簡稱顆粒)、電化學(xué)排斥機(jī)制實(shí)現(xiàn)。

電化學(xué)排斥機(jī)制是指naoh的氫氧根會輕微侵蝕顆粒與噴頭的接觸面，氫氧根也能在噴頭和顆粒表面上積累負(fù)電荷，噴頭表面和顆粒上的負(fù)電荷使得顆粒從噴頭表面脫離，進(jìn)入清洗溶液，同時(shí)噴頭表面的負(fù)電荷的另一個(gè)好處是它阻止了顆粒的重新淀積。

h2o2是強(qiáng)氧化劑，能氧化噴頭表面及顆粒，顆粒上的氧化層能提供消散機(jī)制，分裂并溶解顆粒，破壞顆粒與噴頭表面之間的附著力，這樣顆粒變得可溶于清洗溶液而脫離噴頭表面，同時(shí)h2o2的氧化反應(yīng)也在噴頭表面形成一層保護(hù)層，阻止顆粒重新粘附在噴頭表面。

另外，h2o2會和naoh發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)，h2o2起到了催化劑的作用；在反應(yīng)過程中會釋放出氧氣，可以增加清洗溶液與顆粒/噴頭的接觸面積，會使清洗效果更加有效。具體反應(yīng)的過程如下：

naoh+h2o2＝naho2+h2o(中和一個(gè)氫離子)

naho2+naoh＝nao2+h2o(中和第二個(gè)氫離子)

4nao2+2h2o＝4naoh+3o2(生成物與水之間的反應(yīng)，放出氣體)

步驟103：采用清水對噴頭進(jìn)行超聲沖洗。

其中，步驟102可以采用如下方式實(shí)現(xiàn)：將噴頭浸入流動的清水中進(jìn)行沖洗，并在沖洗的同時(shí)對清水進(jìn)行超聲處理，沖洗時(shí)間≥12小時(shí)。

具體地，將清洗槽中的清洗溶液替換為清水，將噴頭放入清水內(nèi)，然后將清洗槽的進(jìn)水口和出水口同時(shí)打開，保證清洗槽內(nèi)的清水流動，從而實(shí)現(xiàn)對噴頭的沖洗。

在清水沖洗時(shí)，清水保持一定的液面高度，使得噴頭能夠浸泡其中。

步驟104：采用n2或惰性氣體吹掃噴頭。

具體地，在將噴頭從清洗槽內(nèi)取出后，通過n2或惰性氣體對噴頭上殘留的水汽進(jìn)行吹掃，實(shí)現(xiàn)對噴頭的初步干燥。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用n2或惰性氣體吹掃噴頭具體可以是：采用多個(gè)噴嘴同時(shí)對噴頭的各個(gè)部位進(jìn)行吹干，每個(gè)噴嘴均用于噴出n2或惰性氣體；或者，采用一個(gè)可移動的噴嘴對噴頭的各個(gè)部位進(jìn)行吹干。上述噴頭的各個(gè)部位共同構(gòu)成該噴頭。

步驟105：對噴頭進(jìn)行烘干。

具體地，將噴頭放入具有一定溫度的環(huán)境中進(jìn)行烘干處理，實(shí)現(xiàn)對噴頭的徹底干燥。

本發(fā)明實(shí)施例提供的清洗方法在清洗噴頭時(shí)，先采用naoh溶液與h2o2的混合溶液對噴頭進(jìn)行超聲清洗，出去噴頭內(nèi)殘留的雜質(zhì)，然后對噴頭進(jìn)行超聲沖洗，出去殘留的清洗溶液，最后進(jìn)行吹干和烘干步驟；該方法不會腐蝕噴頭(噴頭為不銹鋼，一定濃度的naoh不會腐蝕噴頭)，而且能有效的清洗噴頭，并可在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到量產(chǎn)的水平，有效降低了恢復(fù)量產(chǎn)的時(shí)間成本。另外，該清洗方法還具有清潔度高，清洗速度快，不需人手接觸清洗劑，安全可靠，對縫隙、凹凸面、深孔處亦可清洗干凈，對噴頭表面無損傷；該清洗方法實(shí)現(xiàn)時(shí)，只需將噴頭放入清洗槽中，相比入原本在車間工作臺上進(jìn)行清洗作業(yè)節(jié)省了場地，同時(shí)該清洗方法還能夠節(jié)省人工。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種噴頭清洗方法的流程圖，適用于mocvd設(shè)備中的噴頭，該噴頭清洗方法包括：

步驟201：將3kg的固體naoh溶于30l蒸餾水中，然后加入1lh2o2，得到清洗溶液。

采用步驟201制成的清洗溶液為naoh溶液與h2o2的混合溶液。

其中，naoh溶液中naoh的濃度為100g/l。

其中，清洗溶液中naoh溶液與h2o2的體積比為30：1。

步驟202：將噴頭浸泡在清洗溶液中進(jìn)行清洗，并在清洗的同時(shí)對清洗溶液進(jìn)行超聲處理，超聲處理的時(shí)間≥6小時(shí)。

優(yōu)選地，超聲處理的時(shí)間可以為24小時(shí)，保證噴頭內(nèi)殘留物清洗干凈。

進(jìn)一步地，在將噴頭浸泡在清洗溶液中時(shí)，向清洗溶液中通入n2或惰性氣體持續(xù)吹掃噴頭。其中，吹掃是指通入清洗溶液中n2或惰性氣體正對清洗溶液中浸泡的噴頭。在清洗溶液中通入n2或惰性氣體，整個(gè)清洗溶液發(fā)生流動，有利于清洗溶液將噴頭上的殘留物剝離，因此有利于噴頭的清洗。

優(yōu)選采用n2，因?yàn)橄啾扔诙栊詺怏w，n2價(jià)格低廉；同時(shí)，清洗間設(shè)置有n2管道，所以直接在n2管處上接一管道，再在管道的一頭接一噴嘴，即可實(shí)現(xiàn)吹掃，實(shí)現(xiàn)方便。

步驟203：將噴頭浸入流動的清水中進(jìn)行沖洗，并在沖洗的同時(shí)對清水進(jìn)行超聲處理，沖洗時(shí)間≥12小時(shí)。

在步驟203中，沖洗時(shí)間根據(jù)噴頭的堵塞程度而定，堵塞嚴(yán)重的噴頭需要沖洗24h，堵塞輕微的噴頭沖洗12h就可以滿足需求。

進(jìn)一步地，在將噴頭浸入流動的清水中時(shí)，向清水中通入n2或惰性氣體持續(xù)吹掃噴頭。其中，吹掃是指通入清水中n2或惰性氣體正對清水中沖洗的噴頭。在清水中通入n2或惰性氣體，使清水對噴頭的沖擊力更大，有利于清水帶走噴頭上的雜質(zhì)和反應(yīng)物，因此有利于噴頭的清洗。

優(yōu)選采用n2，因?yàn)橄啾扔诙栊詺怏w，n2價(jià)格低廉；同時(shí)，清洗間設(shè)置有n2管道，所以直接在n2管處上接一管道，再在管道的一頭接一噴嘴，即可實(shí)現(xiàn)吹掃，實(shí)現(xiàn)方便。

步驟202和步驟203中，超聲波的作用實(shí)際是相同的，具體如下：超聲波在清洗溶液或清水中疏密相間的向前輻射，使液體產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的小氣泡。這些小氣泡在超聲波縱向傳播形成的負(fù)壓區(qū)形成、生長，而在正壓區(qū)迅速閉合，這種現(xiàn)象稱為“空化效應(yīng)”，氣泡在閉合時(shí)可產(chǎn)生1000個(gè)大氣壓的瞬間高壓，就像一連串的小“爆炸”不斷的沖擊噴頭的表面，使噴頭的氣孔及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達(dá)到清洗噴頭的目的。

步驟204：采用n2或惰性氣體持續(xù)吹掃已沖洗干凈的噴頭的腔室，直至沒有水氣被吹出為止。

優(yōu)選采用n2，因?yàn)橄啾扔诙栊詺怏w，n2價(jià)格低廉；同時(shí)，清洗間設(shè)置有n2管道，所以直接在n2管處上接一管道，再在管道的一頭接一噴嘴，即可實(shí)現(xiàn)吹掃，實(shí)現(xiàn)方便。

步驟205：在70℃至90℃的環(huán)境下，烘干噴頭。

烘干的溫度并非越高越好，太高怕容易造成噴頭縫隙處的水蒸發(fā)導(dǎo)致縫隙連接不好，噴頭通常由多個(gè)部分拼接而成，該縫隙即為拼接處的縫隙；但烘干的溫度太低又會造成水蒸發(fā)太慢，耗時(shí)較長。考慮到上述兩方面因素，優(yōu)選70℃至90℃。

優(yōu)選地，烘干溫度為85℃。

本發(fā)明實(shí)施例提供的清洗方法在清洗噴頭時(shí)，先采用naoh溶液與h2o2的混合溶液對噴頭進(jìn)行超聲清洗，出去噴頭內(nèi)殘留的雜質(zhì)，然后對噴頭進(jìn)行超聲沖洗，出去殘留的清洗溶液，最后進(jìn)行吹干和烘干步驟；該方法不會腐蝕噴頭，而且能有效的清洗噴頭，并可在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到量產(chǎn)的水平，有效降低了恢復(fù)量產(chǎn)的時(shí)間成本。另外，該清洗方法還具有清潔度高，清洗速度快，不需人手接觸清洗劑，安全可靠，對縫隙、凹凸面、深孔處亦可清洗干凈，對噴頭表面無損傷；該清洗方法實(shí)現(xiàn)時(shí)，只需將噴頭放入清洗槽中，相比入原本在車間工作臺上進(jìn)行清洗作業(yè)節(jié)省了場地，同時(shí)該清洗方法還能夠節(jié)省人工。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。