[发明专利]一种MOCVD反应腔室清扫装置及其清扫方法

说明书

本发明提供一种应用于MOCVD技术领域的MOCVD反应腔室清扫装置，本发明还涉及一种MOCVD反应腔室清扫方法，所述的MOCVD反应腔室清扫装置的每个擦拭部件Ⅰ(3)包括上部支撑件(4)和下部支撑件(5)，每个擦拭部件Ⅰ(3)外侧分别设置擦拭件Ⅰ(6)，上部支撑件(4)和下部支撑件(5)通过金属轴(7)活动连接，上部支撑件(4)上端活动连接支撑部件(2)，下部支撑件(5)下端活动连接承载部件(1)，支撑部件(2)上表面设置擦拭件Ⅱ(8)，本发明所述的MOCVD反应腔室清扫装置及清扫方法，在不打开反应腔室情况下，对反应腔室侧壁和上顶盖上的副产物进行清理，确保反应腔室清理时清理干净彻底，不会损坏反应腔室。

技术领域

本发明属于MOCVD技术领域，更具体地说，是涉及一种MOCVD反应腔室清扫装置，本发明还涉及一种MOCVD反应腔室清扫方法。

背景技术

MOCVD(英文全称：Metal Organic Chemical Vapour deposition，中文全称：金属有机化学气相沉积)工艺是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。MOCVD设备(MOCVD系统)被广泛用于化合物半导体的外延生长，MOCVD设备一般包括反应腔体和反应腔体上方的上顶盖，当MOCVD设备进行化合物半导体生长时，反应腔室内会通入包含有Ⅲ族元素和Ⅴ族元素的气体，气体在加热的基座上的衬底表面发生反应，形成Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜。但是，当反应腔室内发生反应时，Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜不仅会沉积在衬底表面上，还会沉积在反应腔内的其他部件上，如反应腔的侧壁，石墨盘和上顶盖上。当反应腔体使用时间较长时，这些部件上会沉积较多副产物，在进行外延生长时这些副产物可能从附着处剥落开来，随着反应气体的气流在反应腔内到处扩散，严重影响外延片的质量。因此，在进行一定时间的化合物生长后，必须对反应腔进行清理，专门设置一个反应腔清理程序把附着在反应腔内的沉积物积聚清除掉。

目前业内常用的一种清理副产物的方法是将反应腔室拆开，用刷子将附着在反应腔内部上的沉积物积聚从其附着表面上刷下来，并利用吸尘器将副产物抽取干净。但清理工作必须在反应腔打开的情况下进行，反应腔室被打开而暴露在大气中，大量的水汽、氧气和氮气等会吸附在反应腔室内，清理工作完成后很难将这些吸附的水氧氮气完全去除。反应腔室内壁吸附的水、氧、氮等如果不能有效去除，在后续的生长过程中水、氧分子就会慢慢的释放，特别是N₂,作为SiC外延生长的N型掺杂剂，会影响到SiC外延晶圆的掺杂浓度和掺杂均匀性，反应腔室内部环境的恢复会持续很长的时间。同时由于这种清理方式是人工操作的，用刷子清理时不彻底，每次清理的效果也会不一样，会造成外延片不同炉次间质量不稳定等系列问题。另一种清理反应腔室的技术方案是往反应腔内通入清理气体，所谓的清理气体包括含氢(包括H₂、HCl、HBr)或含卤族元素的气体(含Cl或含F或含Br的气体)，清理程序完成后反应腔内部表面会吸附一些清理气体或清理过程中产生的反应副产物，这些杂志的存在会导致后续的薄膜生长的质量下降。还有一种反应腔室清理方案如下：通过在承载盘上铰接清理手臂制作如下图所示的清扫装置，并通过设定清理手臂与水平面的夹角α、及清扫装置的旋转速度n，使清理手臂在最小转速下即可于竖直方向张开，进而对反应腔室内壁清理。这种技术方案在未引入清理气体的条件下，实现了在不拆开反应腔室的基础上将腔室侧壁上的沉积物清理干净。但这种清扫装置只能够清理反应腔侧壁，而无法清理反应炉上顶盖上的沉积物；与反应腔侧壁上的沉积物相比上顶盖上的沉积物更容易落在外延片上。要想清理反应腔室上顶盖上的沉积物，还必须开腔清理。因此，现有技术无法取得较好的清理效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种结构简单，在不打开反应腔室情况下，对反应腔室侧壁和上顶盖上的副产物进行清理，避免反应腔室被打开而暴露在大气中，大量的水汽、氧气和氮气等会吸附在反应腔室内的问题出现，确保反应腔室清理时清理干净彻底，并且不会损坏反应腔室的MOCVD反应腔室清扫装置。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：