一種用于mocvd反應(yīng)腔室的盤體溫度控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種用于MOCVD反應(yīng)腔室的盤體溫度控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]MOCVD (Me ta 1-Organ i c Chemical Vapor Deposit1n 金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積)是在氣相外延生長(VPE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型氣相外延生長技術(shù)。MOCVD是制備化合物半導(dǎo)體外延材料的核心設(shè)備，以m族、π族元素的有機化合物和ν、νι族元素的氫化物等作為晶體生長源材料，以熱分解反應(yīng)方式在襯底上進行氣相外延，主要用于生長各種m-v族、π-νι族化合物半導(dǎo)體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料，涵蓋了所有常見半導(dǎo)體，有著非常廣闊的市場前景。
[0003]金屬有機化合物與氫化物以一定的速度從MOCVD反應(yīng)腔室頂部進入反應(yīng)腔，在反應(yīng)腔內(nèi)反應(yīng)后，尾氣從反應(yīng)腔底部排氣口排出?；瘜W(xué)反應(yīng)在高溫的狀態(tài)下進行，為了保護反應(yīng)腔室的外圍電氣設(shè)備，須對腔體進行冷卻。尾氣在從底盤排除的過程中，尾氣中的P(磷)等固體顆粒遇到溫度較低的底盤時，會產(chǎn)生沉積，達到一定沉積程度后，則需停止MOCVD機臺后，拆出腔體進行清理，頻繁拆卸腔體不但影響設(shè)備的使用壽命，還嚴重影響生產(chǎn)效率。
[0004]MOCVD盤體溫度的傳統(tǒng)控制方法是直接通冷卻水，對冷卻水流量進行控制，此方法對盤體溫度的控制的精度不高，特別是當反應(yīng)腔室內(nèi)加熱絲調(diào)整反應(yīng)室反應(yīng)溫度時，傳統(tǒng)方法的控溫效果較慢，還可能會出現(xiàn)較大的超調(diào)。底盤溫度的波動會加速固體顆粒的沉積，進而影響生廣效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于MOCVD反應(yīng)腔室的盤體溫度控制裝置，能夠有效克服溫度的波動及滯后性，從而達到對底盤溫度的快速精確閉環(huán)控制。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案為:一種用于MOCVD反應(yīng)腔室的盤體溫度控制裝置，包括:
[0007]循環(huán)水管，螺旋盤繞在MOCVD反應(yīng)腔室的底盤上；
[0008]循環(huán)栗，設(shè)置在MOCVD反應(yīng)腔室外，與所述循環(huán)水管連接，使水在循環(huán)水管的管路中不斷循環(huán)，從而形成循環(huán)水回路；
[0009]調(diào)節(jié)閥，裝于所述循環(huán)水管上，用于控制冷卻水進入循環(huán)水管的進水量；
[0010]熱電偶，裝于MOCVD反應(yīng)腔室的底盤上，用于溫度檢測；
[0011]溫度控制器，用于接收所述熱電偶的檢測信號，而后輸出控制信號給所述調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥接收控制信號并實時調(diào)整閥門開度，從而控制冷卻水進水量。
[0012]所述循環(huán)栗為離心栗。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0014]本實用新型能對生產(chǎn)過程中變化幅度較大的擾動有較好的抑制作用，較好的克服溫度的滯后性，有著近似于串級控制的效果，通過對底盤溫度的精確控制，減少了工藝氣體從上向下流動的過程中P(磷)等顆粒在底盤的沉積，從而降低反應(yīng)腔室的清理頻率，延長了機臺的連續(xù)工作時間，間接地提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型所述盤體溫度控制裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實用新型的溫度閉環(huán)控制原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]如圖1所示，本實施例所述的用于MOCVD反應(yīng)腔室的盤體溫度控制裝置，包括:
[0019]循環(huán)水管，螺旋盤繞在MOCVD反應(yīng)腔室的底盤上；
[0020]循環(huán)栗(具體為離心栗)，設(shè)置在MOCVD反應(yīng)腔室外，與所述循環(huán)水管連接，使水在循環(huán)水管的管路中不斷循環(huán)，從而形成循環(huán)水回路；
[0021]調(diào)節(jié)閥，裝于所述循環(huán)水管上，用于控制冷卻水進入循環(huán)水管的進水量；
[0022]熱電偶，裝于MOCVD反應(yīng)腔室的底盤上，用于溫度檢測，有較高的精度，能靈敏地反應(yīng)實際溫度；
[0023]溫度控制器，用于接收所述熱電偶的檢測信號，進行PID運算后輸出控制信號給所述調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥接收控制信號并實時調(diào)整閥門開度，從而控制冷卻水進水量，冷卻水的進入導(dǎo)致循環(huán)水回路壓力升高，以致部分熱水會從出水口閥門處排出，從而使循環(huán)水回路的壓力保持穩(wěn)定。
[0024]如圖2所示，溫度控制器能實時顯示反應(yīng)腔底盤實測溫度值PV，同時能直接設(shè)置希望的溫度控制點SP，根據(jù)PV、SP值自動進行PID運算，自動整定PID參數(shù)，并輸出控制信號給調(diào)節(jié)閥。
[0025]當設(shè)定溫度SP與實測溫度PV間偏差大時，溫度控制器控制調(diào)節(jié)閥輸出一個相對較大的開度，冷卻水以較大流量進入循環(huán)回路，受壓力的作用大部分熱水直接從出水口閥門處排出，從而直接對底盤溫度進行快速調(diào)節(jié)，使設(shè)定溫度SP與實測溫度PV的偏差快速縮小，對生產(chǎn)過程中變化幅度較大的擾動有較好的抑制作用。
[0026]當設(shè)定溫度SP與實測溫度PV相差較小時，溫度控制器控制調(diào)節(jié)閥輸出一個較小的開度，此時只有少量的冷水進入循環(huán)回路，此時因循環(huán)水的不斷快速循環(huán)，所以循環(huán)水的溫度和底盤的溫度非常接近，對循環(huán)水的調(diào)節(jié)可以近似的看成是對底盤的調(diào)節(jié)，能較好的克服溫度的滯后性，從而達到對底盤溫度的快速精確控制，最終使PV=SP。
[0027]從產(chǎn)生的效果上看，本裝置有著近似于串級控制的效果，與串級控制相比卻少了內(nèi)環(huán)的負反饋，因而本裝置能以相對較低的硬件要求去實現(xiàn)相對較高的控制效果，減少了工藝氣體從上向下流動的過程中P(磷)等顆粒在反應(yīng)腔底盤的沉積，從而降低反應(yīng)腔室的清理頻率，延長了機臺的連續(xù)工作時間，間接地提高了生產(chǎn)效率，值得推廣。
[0028]以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍o fr J
【主權(quán)項】
1.一種用于MOCVD反應(yīng)腔室的盤體溫度控制裝置，其特征在于，包括: 循環(huán)水管，螺旋盤繞在MOCVD反應(yīng)腔室的底盤上； 循環(huán)栗，設(shè)置在MOCVD反應(yīng)腔室外，與所述循環(huán)水管連接，使水在循環(huán)水管的管路中不斷循環(huán)，從而形成循環(huán)水回路； 調(diào)節(jié)閥，裝于所述循環(huán)水管上，用于控制冷卻水進入循環(huán)水管的進水量； 熱電偶，裝于MOCVD反應(yīng)腔室的底盤上，用于溫度檢測； 溫度控制器，用于接收所述熱電偶的檢測信號，而后輸出控制信號給所述調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥接收控制信號并實時調(diào)整閥門開度，從而控制冷卻水進水量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于MOCVD反應(yīng)腔室的盤體溫度控制裝置，其特征在于:所述循環(huán)栗為離心栗。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于MOCVD反應(yīng)腔室的盤體溫度控制裝置，包括：循環(huán)水管，螺旋盤繞在MOCVD反應(yīng)腔室的底盤上；循環(huán)泵，設(shè)置在MOCVD反應(yīng)腔室外，與循環(huán)水管連接，使水在循環(huán)水管的管路中不斷循環(huán)，從而形成循環(huán)水回路；調(diào)節(jié)閥，裝于循環(huán)水管上，用于控制冷卻水進入循環(huán)水管的進水量；熱電偶，裝于MOCVD反應(yīng)腔室的底盤上，用于溫度檢測；溫度控制器，用于接收熱電偶的檢測信號，而后輸出控制信號給調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥接收控制信號并實時調(diào)整閥門開度，從而控制冷卻水進水量。本實用新型通過對底盤溫度的精確控制，減少了工藝氣體從上向下流動的過程中P(磷)等顆粒在底盤的沉積，從而降低反應(yīng)腔室的清理頻率，延長了機臺的連續(xù)工作時間，提高生產(chǎn)效率。
【IPC分類】C30B25/16, C23C16/52
【公開號】CN205258604
【申請?zhí)枴緾N201520923950
【發(fā)明人】方聰, 靳愷, 楊翠柏, 張楊, 張露, 王雷
【申請人】中山德華芯片技術(shù)有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月19日