專利名稱：分體式金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于III-V族化合物半導(dǎo)體材料制備的金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，縮寫為MOCVD)設(shè)備的反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
氮化鎵(GaN)是目前世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體材料，是III-V族化合物半導(dǎo)體材料的典型代表。與其他半導(dǎo)體材料相比，其優(yōu)異的性能倍受各國業(yè)內(nèi)科技界的高度關(guān)注。采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)設(shè)備制備GaN材料，是目前的首選方案。反應(yīng)器是該設(shè)備的心臟，每年該學(xué)術(shù)領(lǐng)域的世界年會、學(xué)術(shù)研討會幾乎是圍繞著反應(yīng)器進(jìn)行的，成為設(shè)備研制、攻關(guān)的焦點。
該反應(yīng)器構(gòu)造十分復(fù)雜，除物理、化學(xué)機(jī)理設(shè)計外，還涉及到熱場、傳動、真空、氣氛等系列技術(shù)；反應(yīng)器內(nèi)安裝的零部件多而精密；由于技術(shù)因素的互相制約，反應(yīng)器的內(nèi)空間受到限制，零部件的裝配、檢測都很困難；同時進(jìn)行GaN材料的生長工藝中，常會有淀積附產(chǎn)物生長在零部件上，需定期清除這些附產(chǎn)物，清洗后的零部件還需重新安裝、檢測，困難更多。更加之，MOCVD淀積工藝條件要求十分苛刻，經(jīng)這種清洗、重裝尤其是零部件暴露在空氣中后，反應(yīng)器內(nèi)氣氛的恢復(fù)需經(jīng)多次再生長工藝試驗才能恢復(fù)到原有的工藝水平，耽誤了許多寶貴的時間，更浪費許多價格昂貴的金屬有機(jī)源。傳統(tǒng)的反應(yīng)器一些設(shè)計模式造成的困擾，矛盾十分突出，亟待改進(jìn)。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，設(shè)計一種分體式金屬有機(jī)物化學(xué)淀積反應(yīng)器，具有工藝裝片、取片方便以及反應(yīng)器零部件裝配、檢測及使用后的清洗、重裝都易于操作的特點，而且反應(yīng)器內(nèi)部零部件可在不接觸空氣的條件下清洗，再生產(chǎn)工藝易于恢復(fù)，可節(jié)約大量工藝恢復(fù)資金和時間。
本實用新型的技術(shù)解決方案是，所述分體式金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器包括內(nèi)腔為反應(yīng)室的反應(yīng)器本體，其結(jié)構(gòu)特點是，所述反應(yīng)器本體由下至上依次由下蓋部件、下室體、上室體、上蓋部件密封組合而成，所述下室體固定安裝在與機(jī)架相連的密封手套操作箱底板上，所述下室體、上室體、上蓋部件處在裝有操作手套的手套操作箱中，所述上蓋部件、上室體、下蓋部件的一側(cè)設(shè)有直線導(dǎo)軌副，上室體和下蓋部件同可驅(qū)動其沿所述直線導(dǎo)軌副相對下室體分別作垂直升、降移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接，上蓋部件一側(cè)裝有翻蓋機(jī)構(gòu)且該翻蓋機(jī)構(gòu)同翻蓋驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接。
以下做出進(jìn)一步說明。
參見圖1，本實用新型有內(nèi)腔為反應(yīng)室的反應(yīng)器本體，其結(jié)構(gòu)特點是，所述反應(yīng)器本體由下至上依次由下蓋部件4、下室體3、上室體2、上蓋部件1密封組合而成，所述下室體3固定安裝在與機(jī)架相連的密封手套操作箱9的底板上，所述下室體3、上室體2、上蓋部件1處在裝有操作手套的手套操作箱9中，所述上蓋部件1、上室體2、下蓋部件4的一側(cè)設(shè)有直線導(dǎo)軌副5，上室體2和下蓋部件4同可驅(qū)動其沿所述直線導(dǎo)軌副5相對下室體3分別作垂直升、降移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)6相連接，上蓋部件1一側(cè)裝有翻蓋機(jī)構(gòu)8且該翻蓋機(jī)構(gòu)8同翻蓋驅(qū)動機(jī)構(gòu)7連接。
本實用新型額設(shè)計原理是，實際工作時，手套操作箱9中充入氮氣(N2)；所述反應(yīng)器本體由4部分組合而成，即下蓋部件、下室體、上室體、上蓋部件；下蓋部件的外部處于大氣中，下室體、上室體、上蓋部件處于手套箱內(nèi)N2氣氛中。下蓋部件、上室體、上蓋部件能沿同一組直線導(dǎo)軌副相對下室體作升降移動而實現(xiàn)分合，可方便地實現(xiàn)零部件的安裝、清洗、檢測；下蓋部件、下室體、上室體、上蓋部件之間采用O型橡膠圈密封合裝構(gòu)成反應(yīng)器整體，上蓋部件能相對上室體作翻蓋轉(zhuǎn)動，便于裝、取工藝片。
由以上可知，本實用新型為一種分體式金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器，組合構(gòu)成的反應(yīng)器配以翻蓋式結(jié)構(gòu)，工藝裝片、取片方便；反應(yīng)器分成4大部件可拆開，零部件裝配、檢測及使用后的清洗、重裝都易于操作；而且反應(yīng)器內(nèi)零部件的清洗能在手套箱的N2氣氛中進(jìn)行，這樣反應(yīng)器及內(nèi)部零部件不接觸空氣，再生產(chǎn)工藝易于恢復(fù)，節(jié)省了大量的工藝恢復(fù)資金和恢復(fù)時間，特別適用于科研、生產(chǎn)的需求。


圖1是本實用新型一種實施例的縱向剖視結(jié)構(gòu)示意圖，其中虛線部份表示上蓋部件處于翻起(打開)狀態(tài)；
圖2是驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖3是翻蓋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖。
在圖中1-上蓋部件，2-上室體，3-下室體， 4-下蓋部件，5-直線導(dǎo)軌副， 6-驅(qū)動機(jī)構(gòu)，7-翻蓋驅(qū)動結(jié)構(gòu)，8-翻蓋機(jī)構(gòu)，9-手套操作箱， 10-電機(jī)，11-蝸輪， 12-蝸桿，13-絲桿， 14-導(dǎo)套，15-推桿， 16-連桿，17-轉(zhuǎn)動軸。
具體實施方式
參見圖1，上蓋部件1、上室體2、下室體3、下蓋部件4四個部件組合構(gòu)成反應(yīng)器整體，它們之間采用O型橡膠圈密封，螺釘連接。下室體3安裝在手套操作箱9的底板上，之間也有O型橡膠圈密封；上蓋部件1、上室體2、下室體3處于手套操作箱9中；下蓋部件4的外部處于大氣環(huán)境下；上蓋部件1、上室體2、下蓋部件4能沿同一組圓柱形直線導(dǎo)軌副5相對下室體3作升降移動，實現(xiàn)反應(yīng)器各構(gòu)成體的分合；其中上室體2、下蓋部件4的升、降移動由驅(qū)動機(jī)構(gòu)6驅(qū)動；上蓋部件1經(jīng)翻蓋驅(qū)動機(jī)構(gòu)7驅(qū)動翻蓋機(jī)構(gòu)8實現(xiàn)翻蓋轉(zhuǎn)動(圖中虛線所示)，完成上蓋部件1的打開或閉合，配合裝取工藝片。
在圖2中，電機(jī)10通過蝸桿11、蝸輪12驅(qū)動與蝸輪12固連的絲桿13轉(zhuǎn)動，絲桿13轉(zhuǎn)動時驅(qū)動推桿15在導(dǎo)套14內(nèi)移動。翻蓋驅(qū)動結(jié)構(gòu)7的結(jié)構(gòu)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)6的結(jié)構(gòu)和原理一致。
在圖3中，推桿15上下移動時，通過連桿16驅(qū)動上蓋部件1繞轉(zhuǎn)動軸17轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)上蓋部件1打開或閉合。
權(quán)利要求1.一種分體式金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器，有內(nèi)腔為反應(yīng)室的反應(yīng)器本體，其特征是，所述反應(yīng)器本體由下至上依次由下蓋部件(4)、下室體(3)、上室體(2)、上蓋部件(1)密封組合而成，所述下室體(3)固定安裝在與機(jī)架相連的密封手套操作箱(9)的底板上，所述下室體(3)、上室體(2)、上蓋部件(1)處在裝有操作手套的手套操作箱(9)中，所述上蓋部件(1)、上室體(2)、下蓋部件(4)的一側(cè)設(shè)有直線導(dǎo)軌副(5)，上室體(2)和下蓋部件(4)同可驅(qū)動其沿所述直線導(dǎo)軌副(5)相對下室體(3)分別作垂直升、降移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(6)相連接，上蓋部件(1)一側(cè)裝有翻蓋機(jī)構(gòu)(8)且該翻蓋機(jī)構(gòu)(8)同翻蓋驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)連接。
專利摘要一種用于半導(dǎo)體材料制備的分體式金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器，反應(yīng)器本體由下至上依次由下蓋部件、下室體、上室體、上蓋部件密封組合而成，下室體裝在密封手套操作箱的底板上，下室體、上室體、上蓋部件處在手套操作箱中，上蓋部件、上室體、下蓋部件的一側(cè)設(shè)有直線導(dǎo)軌副，上室體和下蓋部件同可驅(qū)動其分別作垂直升、降移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接，上蓋部件一側(cè)裝有翻蓋機(jī)構(gòu)且該翻蓋機(jī)構(gòu)8同翻蓋驅(qū)動機(jī)7構(gòu)連接。本裝置具有工藝裝片、取片方便，反應(yīng)器內(nèi)部零部件可在不接觸空氣的條件下清洗，再生產(chǎn)工藝易于恢復(fù)，可節(jié)約大量工藝恢復(fù)資金和時間。
文檔編號C23C16/44GK2830419SQ200520051300
公開日2006年10月25日 申請日期2005年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月6日
發(fā)明者伍波, 袁章其 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所