[发明专利]金属有机物化学气相淀积系统中反应室上盖的清刷方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于清刷金属有机物化学气相淀积系统(AIXTRONCRIUSIIMOCVD) 中反应室上盖(SHOWERHEAD)的方法，以提高其洁净度和清刷效率，属于金属有机物化 学气相淀积系统中喷头的清理技术领域。

背景技术

德国金属有机物化学气相淀积设备生产厂商爱思强(AIXTRON)生产的CRIUSII型金 属有机物化学气相淀积(MOCVD)系统的主要组成部分是反应室，所有外围的一切都为反 应室工作，其中的反应原材料，包括MO源和特气均从反应室上盖细小的小孔进入反应室腔 体，反应室上盖上的标准小孔如图1所示。在特定的压力和温度下，在反应室腔体内发生化 学反应，形成化合物，再沉积到蓝宝石(Al₂O₃)衬底上，就产生了外延的产品-外延片。外 延生长过程中反应室的原材料发生化学反应后布满整个腔体环境，导致大量反应残留物附着 在反应室上盖表面及表面小孔的周围，如图2所示。由于反应室上盖上的小孔太小(直径 0.6mm)，非常容易被原材料堵塞，所以MOCVD厂商要求每炉长完后需要用毛刷刷掉反应室 上盖上的附着物,从而防止反应室上盖上的小孔被堵塞，每炉长完刷反应室上盖，还能达到防 止反应室上盖表面有附着物，影响MOCVD自带激光探测装置epi-tt的反射率，进而影响石 墨托盘温度探测，影响外延生长温度的重复性。

外延层生长过程中，反应室腔体温度较高，为保证反应室上盖温度恒定，MOCVD系统 给反应室上盖增加水循环装置，循环水的恒定温度设定为50℃，即进入反应室上盖的循环水 温度一直恒定在50℃，当然生长过程中反应室温度很高，出反应室上盖的水温肯定高于50℃， 每炉生长结束后需要打开反应室上盖，进行取外延片，然后用毛刷刷反应室上盖表面,清除反 应室上盖表面的附着物，在清除反应室上盖表面的附着物过程中，由于反应室上盖的温度比 较高，约为50～70℃，反应室上盖表面的附着物基本处于粘稠状液态的状态中，用毛刷刷， 非常容易将附着物糊到反应室上盖的小孔上，导致小孔堵塞，而且也无法将附着物完全刷干 净，如果一直无法将反应室上盖表面的附着物刷掉，其上的小孔慢慢就会被堵塞，MO源和 特气就无法通过小孔流入反应室，会导致外延片生长不均匀，epi-tt反射率也会受影响，外延 片表面温度探测不准确，导致控温跑偏，甚至整个外延片各层的生长温度异常，严重时会导 致整炉外延片表面雾化报废，反应室上盖如果刷不干净，对反应室上盖本身危害也很大，如 果反应室上盖小孔堵塞过多，必须将其整个拆下，并拆开进行清洗，关键问题是清洗完后恢 复时间特别长，偶尔还可能导致永远无法恢复起来的严重后果。

目前都是在恒温50℃的情况下清刷反应室上盖，但是反应室上盖表面的化合物为偏液态 状态，由于温度较高，用毛刷一刷，非常容易堵塞反应室上盖上的小孔。

发明内容

本发明针对现有金属有机物化学气相淀积系统中反应室上盖的清刷技术存在的不足，提 供一种清刷效果好、效率高的金属有机物化学气相淀积系统中反应室上盖的清刷方法。

目前光电行业厂家在操作上，还都是恒温刷反应室上盖，也就是正常生长时反应室上盖 的工艺循环水温度和刷反应室上盖时工艺循环水的温度是一样的，反应室上盖和上盖上的附 着物温度都是比较高，这种温度用大毛刷刷反应室上盖，附着物的很大一部分又重新粘连到 反应室上盖上，根本没有被刷掉，刷完后反应室上盖上亮亮的一层附着物，时间久后，反应 室上盖会产生厚厚的一层由附着物组成的材料。

本发明的金属有机物化学气相淀积系统中反应室上盖的清刷方法，是：

金属有机物化学气相淀积系统反应室内外延片生长结束后，降低进入反应室上盖的工艺 循环水温度，使反应室上盖恒温在20～30℃，附着物均为固态状态，用专用大毛刷按照从远 即近，在水平方向上直线清刷反应室上盖的附着物。

由于进入反应室上盖的工艺循环水温度降低，导致反应室上盖表面的温度降低，附着在 反应室上盖上的附着物温度降低，附着物由趋向于液态而变成趋向于固态，附着物的硬度大 大提高，这样附着物不容易被挤压变形，也更容易被刷掉，不会粘连到毛刷上，也不会堵塞 反应室上盖的小孔，反应室上盖也刷的更干净。