本實用新型涉及一種石墨承載盤烘烤裝置。

背景技術：

金屬有機物氣相沉積是一種利用金屬有機物和氣態源在一定溫度和壓力條件下進行化學反應，生長各種化合物半導體材料的技術。石墨承載盤作為襯底的載體，表面會在化學反應的過程中附著化學反應產生的化合物半導體材料。對石墨承載盤上附著的沉積物進行清潔是保證MOCVD工藝穩定性和產品品質的重要因素之一。

目前廣泛使用真空高溫烘烤爐利用高溫1300℃~1400℃，在真空環境下對石墨承載盤進行長時間烘烤。這種方式對以大部分生長和揮發溫度較低的化合物半導體材料具有較好的作用。但是無法處理生長溫度較高，揮發溫度較高的化合物半導體材料，例如目前作為硅基氮化鎵體系必須使用的氮化鋁等材料無法有效的從石墨承載盤上去除干凈。使用腐蝕性氣氛對石墨承載盤上的殘余材料進行烘烤就就成為了有效的處理方式。

目前的MOCVD設備不斷向著大尺寸，高產量和高控制精度等方向發展。石墨承載盤的烘烤處理作為MOCVD設備的關鍵部件也向著直徑更大、周轉速度要求更高和對反應沉積物殘余要求更高的方向發展。這樣對氣氛烘烤爐的烘烤溫度均勻性和化學腐蝕烘烤的氣流和壓力都有了更高的要求。

技術實現要素：

本實用新型的目的是解決現有技術的不足，提供一種石墨承載盤烘烤裝置，采用該烘烤裝置，可將石墨承載盤烘烤的更均勻，同時將石墨承載盤表面的半導體材料有效地去除干凈。

為達到上述目的，本實用新型采用的一種技術方案是：一種石墨承載盤烘烤裝置，所述烘烤裝置包括沿前后方向設置的具有密封內腔的外殼、沿前后方向插設在所述外殼內腔中的矩形管、設于所述外殼內腔中的用于在所述矩形管的徑向方向上對所述矩形管進行加熱的加熱器，所述外殼的前端部上開設有用于向所述矩形管內充入反應氣的第一進氣通道、用于向所述外殼內腔中充入保護氣的第二進氣通道，所述外殼的后端部上開設有與所述外殼內腔氣流相通的排氣通道，所述矩形管的前、后兩端部上分別開設有進氣口與出氣口，所述矩形管上的進氣口與所述第一進氣通道氣流相通且所述矩形管的前端部與所述第一進氣通道相密封設置，所述烘烤裝置還包括一端密封地連接在所述矩形管出氣口上、另一端穿設通過所述排氣通道后將所述矩形管內的反應氣排出所述烘烤裝置外的排氣管，所述排氣管的外側壁與所述排氣通道的內側壁間構成一環形腔，所述外殼內腔中的保護氣從所述環形腔中排出所述烘烤裝置外。

優選地，所述的反應氣選自氯氣、氯化氫、四氯化硅、氫氣、氮氣中的一種或多種的混合。

優選地，所述烘烤裝置還包括設于所述外殼內腔中的用于支撐在所述矩形管徑向方向上的支撐件。

進一步優選地，所述支撐件支撐在所述矩形管的后端部上，所述支撐件為支撐架，所述支撐架內設有循環冷卻水腔，所述循環冷卻水腔用于對所述矩形管與所述排氣管間的密封處進行冷卻。

優選地，所述矩形管的后端部與所述排氣管間設有密封頭，通過所述密封頭，所述矩形管與所述排氣管相密封設置。

優選地，所述矩形管前端部上套設有密封圈，所述矩形管通過所述密封圈與所述第一進氣通道相密封設置。

優選地，所述的加熱器為帶保溫層的電阻加熱器。

優選地，烘烤時，所述外殼內的烘烤溫度控制在500~1200℃間。

優選地，烘烤過程中的烘烤壓力控制在100mbar~1000mbar。

優選地，所述外殼呈矩形狀。通過將外殼設置成矩形，在烘烤裝置使用過程中，可將多個烘烤裝置簡單組合成為一個可同時進行多腔室烘烤的石墨承載盤烘烤裝置。

本實用新型采用以上技術方案，相比現有技術具有如下優點：

1）本實用新型的烘烤裝置，采用了矩形管作為反應腔室，當石墨承載盤放入其中時，因矩形管整體平面與加熱器上下表面距離很近，因此，加熱時，可使反應腔室內的石墨承載盤的受熱溫度均勻，采用較小的氣體流量就能使石墨承載盤表面的沉積物得到很好的反應；

2）采用具有密封內腔的外殼，在烘烤前可采用抽真空的方式對整個外殼內腔進行吹掃，避免殘留的空氣對石墨承載盤的污染，同時還可改變石墨承載盤烘烤反應過程中的烘烤壓力，從而使得石墨承載盤得到更好的清潔效果；

3）將反應氣和保護氣分別從排氣管的內外兩側排出烘烤裝置外，再混合排入同一廢氣回收裝置內，有效地防止了在外殼內腔中，反應氣泄露至矩形管外的內腔中，導致腐蝕加熱器的現象發生。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實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實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：

附圖1是本實用新型所述的石墨承載盤烘烤裝置的剖視圖；

上述附圖中：1、外殼；11、第一進氣通道；12、第二進氣通道；13、排氣通道；2、矩形管；21、進氣口；22、出氣口；3、加熱器；4、石墨承載盤；5、排氣管；6、支撐件（支撐架）；61、循環冷卻水腔；7、密封圈；8、密封頭。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例來對本實用新型的技術方案作進一步的闡述。

參見圖1所示，一種石墨承載盤烘烤裝置，該烘烤裝置包括沿前后方向設置的具有密封內腔的外殼1、沿前后方向插設在外殼1內腔中的矩形管2、設于外殼1內腔中的用于在矩形管2的徑向方向上對矩形管2進行加熱的加熱器3。

該外殼1的前端部上開設有用于向矩形管2內充入反應氣的第一進氣通道11、用于向外殼1內腔中充入保護氣的第二進氣通道12，該外殼1的后端部上開設有與外殼1內腔氣流相通的排氣通道13，該矩形管2的前、后兩端部上分別開設有進氣口21與出氣口22，矩形管2上的進氣口21與第一進氣通道11氣流相通且該矩形管2的前端部通過密封件與第一進氣通道11相密封設置，該烘烤裝置還包括一端密封地連接在矩形管2出氣口22上、另一端穿設通過排氣通道13后將矩形管2內的反應氣排出烘烤裝置外的排氣管5，該排氣管5的外側壁與排氣通道13的內側壁間構成一環形腔，外殼1內腔中的保護氣從環形腔中排出烘烤裝置外，排出烘烤裝置外的保護氣與反應氣再混合排入同一廢氣回收裝置內。通過該設置方式，可有效防止反應氣進入到矩形管2外的外殼1內腔中，從而導致腐蝕加熱器3的情況發生，起到了將反應氣隔離的作用。

本例中，該矩形管2為矩形石英管；該加熱器3為帶保溫層的電阻加熱器3，通過將反應腔設置成矩形，可使石墨承載盤4正面向上，水平的放置在反應腔內，同時將加熱器3設置在矩形管2的徑向方向上，使得在加熱過程中，能夠使矩形管2受熱均勻，同時使得石墨承載盤4整體平面與加熱器3上下的距離均較近，使其表面的沉積物能夠反應充分，清潔的更為徹底；而且，將矩形管2設置成扁平的石英管，可以減小烘烤裝置的占用空間，同時可采用較小的氣流實現對石墨承載盤4表面沉積物的清潔，而且，采用矩形管2，可以在同一反應腔內對多片水平放置石墨盤4進行烘烤，提高了烘烤效率。

本例中，該反應氣選自氯氣、氯化氫、四氯化硅、氫氣、氮氣中的一種或多種的混合；該保護氣為惰性氣體。

這里將加熱器3置于烘烤裝置內，可實現對烘烤內腔及加熱器3同時進行壓力控制。

這里的外殼1為封閉的腔室，而矩形管3與外腔在排氣管相通，使得在加熱烘烤前，可先通過抽真空的方式對整個腔室進行吹掃，避免殘留的空氣對石墨承載盤4的污染。本例中，該外殼1可設置成與矩形管2形狀相配合的矩形狀外殼1，從而可以將多個爐體簡單的進行組合形成一個多腔室烘烤爐使用，從而可同時對多個石墨承載盤4進行烘烤，增加了烘烤效率。

這里，為了確保反應腔在整個反應過程中均處于密封狀態，這里，在矩形管2的前端部上套設有密封圈7，通過設置密封圈7，使得矩形管2與第一進氣通道11相密封設置；該矩形管2的后端部與排氣管5間設有密封頭8，通過密封頭8，矩形管2與排氣管5相密封設置。

本例中，該烘烤裝置還包括設于外殼1內腔中的用于支撐矩形管2的支撐件6，該支撐件6支撐在矩形管2的徑向方向上。具體的，該支撐件6為支撐在矩形管2的后端部上的支撐架6，該支撐架6內設置有循環冷卻水腔61，通過設置循環冷卻水腔61可實現循環地對矩形管2與排氣管5間的密封頭8進行冷卻，以防密封頭8位置應溫度高造成密封效果下降的情況發生。

本例中，在烘烤過程中，其烘烤溫度應控制在500~1200℃間，烘烤壓力控制在100mbar~1000mbar。

上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。