一种MOCVD设备的尾管冷却装备制造技术

本发明专利技术涉及一种MOCVD设备的尾管冷却装备，其设置在所述MOCVD设备的反应腔与颗粒过滤器之间的尾管前段；所述尾管冷却装备设置的一个两端开口、内部为空腔的外筒，接入到该尾管前段；所述外筒设有接入冷却水的冷却水管道，对通过所述外筒一端的进气口引入到空腔内的反应腔尾气进行冷却，并使冷却后的尾气从所述外筒另一端的出气口释放到颗粒过滤器。经过本发明专利技术的尾管冷却装备对进入颗粒过滤器之前的反应物质降温，使MO源物质呈液态或固态，同时保持一定的活性，来防止颗粒物大面积附着在冷阱内部造成堵塞，大部分尾气中常温状态下的非气态物质大量附着在颗粒过滤器上，以此解决管路堵塞、真空泵损伤的问题，并消除清理尾管爆燃时的安全隐患。

A tailpipe cooling equipment for MOCVD equipment

The invention relates to a tailpipe cooling equipment of MOCVD equipment, which is arranged in the front section of tailpipe between the reaction chamber of the MOCVD equipment and the particle filter; an outer tube with two openings at both ends and an inner cavity is arranged in the tailpipe cooling equipment, which is connected to the front section of the tailpipe; the outer tube is provided with a cooling water pipe to be connected to the cooling water, and is introduced to the air inlet through one end of the outer tube. The reaction chamber tail gas in the cavity is cooled, and the cooled tail gas is released from the outlet at the other end of the outer cylinder to the particle filter. The tailpipe cooling device of the invention can cool the reactant before entering the particle filter, make the MO source material liquid or solid, and maintain certain activity, so as to prevent the particles from being blocked by attaching to the cold trap in a large area, and most of the non-gaseous substances in the normal temperature state of the tail gas are attached to the particle filter in large quantities, so as to solve the pipeline blockage and vacuum pump damage. It also eliminates the potential safety hazards when the tail pipe is deflagrated.

【技术实现步骤摘要】
一种MOCVD设备的尾管冷却装备
本专利技术涉及一种MOCVD设备的尾管冷却装备。
技术介绍
如图5所示，MOCVD(金属有机物化学气相沉积)工艺，在外延片的生长过程中，不断从外延炉反应腔20向尾端排放大量的反应未完全的残留物，以及未沉积在外延片表面的反应生成物，其中包括大量的NH3，N2，H2，少量的金属有机物(MO源)，少量硅烷，以及III、VI族反应后生成的化合物。同时，反应腔20向尾端管路释放的尾气携带大量热能，虽然反应腔20有工艺冷却水降温装置，但在刚离开反应腔20的尾管初段61温度依然能够达到250摄氏度，直到尾管内颗粒过滤器30的前端管路62，温度也在70摄氏度左右。在高温低压下，反应未完全的MO源完全呈气态，而排向尾端的其他物质也在高温下，具有很高的活性，影响尾端颗粒过滤器30(最小孔径25微米)的拦截效果，从而使得部分气态的MO源以及反应未完全的直径低于25微米的颗粒穿过颗粒过滤器30，进入后端真空管路70；而此后持续的降温将使得沸点较低的物质混合着直径低于25微米的颗粒逐渐附着在后端真空管路70和真空泵40内部，不仅会造成管路阻塞，还会对真空泵40造成损伤。同时，后期拆解管路进行附着物的清理工作时，由于MO源接触氧气会产生剧烈化学反应，因此在进行清理动作时，还存在爆燃的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种MOCVD设备的尾管冷却装备，通过降低进入颗粒过滤器前反应物质的温度，解决管路堵塞、真空泵损伤的问题，并消除清理尾管爆燃时的安全隐患。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供一种MOCVD设备的尾管冷却装备，其设置在所述MOCVD设备的反应腔与颗粒过滤器之间的尾管前段；所述尾管冷却装备设置的一个两端开口、内部为空腔的外筒，接入到该尾管前段；所述外筒设有接入冷却水的冷却水管道，对通过所述外筒一端的进气口引入到空腔内的反应腔尾气进行冷却，并使冷却后的尾气从所述外筒另一端的出气口释放到颗粒过滤器。优选地，所述冷却后的尾气温度在30-50摄氏度。优选地，所述尾管冷却装备连接至所述尾管前段靠近颗粒过滤器一侧的管路，使所述外筒的进气口连接至尾管前段的末端，出气口直接连接至颗粒过滤器的入口。优选地，所述尾管冷却装备的冷却水管道与MOCVD设备反应腔配备的工艺冷却水降温装置连接，向所述冷却水管道接入工艺冷却水。优选地，所述外筒包含相连接的第一筒体和第二筒体；所述第一筒体的第一端设有法兰接口作为进气口，第二筒体的第二端设有另一法兰接口作为出气口；所述第一筒体的第二端的法兰面，和第二筒体的第一端相匹配的法兰面，通过紧固件进行连接。优选地，所述第一筒体的第二端的法兰面，或第二筒体的第一端的法兰面，嵌入有密封圈。优选地，所述外筒的内径为20cm；所述第一筒体的第一端端面到第二筒体的第二端端面距离为30cm；在外筒内壁布置的冷却水管道，从其在第一端端面开设的进水口起23cm的距离内绕设有10匝。优选地，所述冷却水管道在所述外筒的内壁绕设有多匝。优选地，所述冷却水管道的进水口和出水口分别设置在筒体的同一端。优选地，所述冷却水管道包含从进水口绕设到一结束位置的若干匝冷水管，以及从该结束位置绕设回到出水口的若干匝热水管；所述冷水管与热水管在结束位置相互连通，各匝冷水管与热水管间隔布置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术将一种MOCVD设备的尾管冷却装备，完美接入颗粒过滤器前端管路中，同时接入MOCVD设备的工艺冷却水，对引入尾管冷却装备的尾气进行降温，使反应物质在进入颗粒过滤器之前的温度可以被控制在30-50摄氏度，此时MO源物质呈液态或固态，同时保持一定的活性，可以有效防止颗粒物大面积附着在冷阱内部造成堵塞，则大部分尾气中常温状态下的非气态物质会大量附着在颗粒过滤器上，以此解决管路堵塞、真空泵损伤的问题，并消除清理尾管爆燃时的安全隐患。附图说明图1是本专利技术所述尾管冷却装备的结构示意图；图2是本专利技术所述尾管冷却装备的分解示意图；图3是本专利技术所述尾管冷却装备的剖面示意图；图4是本专利技术所述MOCVD设备装设尾管冷却装备的示意图；图5是传统MOCVD设备的反应物质流向示意图。具体实施方式如图1～图3所示，本专利技术提供一种MOCVD设备的尾管冷却装备，其设有一个两端开口、内部为空腔的外筒，该外筒由两个筒体部分组合而成：第一筒体11的第二端和第二筒体12的第一端分别设有法兰面，两者通过若干紧固螺丝18进行连接，并在任意一个法兰面嵌入有密封圈19；第一筒体11的第一端和第二筒体12的第二端分别设有法兰接口16和17，用以将该尾管冷却装备接入MOCVD设备反应腔的尾管，所述法兰接口16和17还对应的作为进气口和出气口将尾气引入尾管冷却装备处理后再行释放。如图3所示，在所述尾管冷却装备内部设有冷却水管道15，通过接入MOCVD设备的工艺冷却水，对引入尾管冷却装备内的尾气进行降温处理。所述冷却水管道15绕设在外筒的内壁，其进水口13和出水口14可以分别安装在第一筒体11的第一端端面。一个具体示例中，外筒的内径为20cm，第一筒体11的第一端端面到第二筒体12的第二端端面距离为30cm，冷却水管道15在从进水口末端起约23cm的距离内绕设有10匝。其中，将从进水口13到绕设结束位置(该23cm处)的管道部分称为冷水管，从该绕设结束位置折返并连回到出水口的管道部分称为热水管，则冷水管与热水管间隔布置，即，中间的任意一匝冷水管(或热水管)位于相邻两匝热水管(或冷水管)之间。如图4所示，本专利技术所述的尾管冷却装备10连接在位于MOCVD设备的反应腔20和颗粒过滤器30之间的尾管前段，优选地设在更靠近颗粒过滤器30的一侧，使尾管冷却装备10的进气口连接尾管前段的末端、出气口连接颗粒过滤器30。同时，向所述尾管冷却装备10的冷却水管道接入MOCVD设备的工艺冷却水。刚离开反应腔20的尾管初段61温度约250摄氏度，接至尾管冷却装备10前端的管路62温度约在70摄氏度，则本专利技术通过设置尾管冷却装备10，对冷却水温度、冷却水管道的长度等参数进行设计，使得随尾气释放的反应物质在离开出气口17、进入颗粒过滤器30之前，温度控制在30-50摄氏度。处于30-50摄氏度时，尾气中的MO源物质呈液态或固态，同时保持一定的活性，防止颗粒物大面积附着在冷阱内部造成堵塞，使大部分尾气中常温状态下的非气态物质得以大量附着在颗粒过滤器30上，真空泵40及其前后管路(连接颗粒过滤器30和尾气处理器50的管路)的附着物明显减轻，以此解决管路堵塞、真空泵损伤的问题，消除清理尾管爆燃时的安全隐患。尽管本专利技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本专利技术的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本专利技术的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本专利技术的保护范围应由所附的权利要求来限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MOCVD设备的尾管冷却装备，其特征在于，在所述MOCVD设备的反应腔与颗粒过滤器之间设有尾管前段；所述尾管冷却装备设置的一个两端开口、内部为空腔的外筒，接入到该尾管前段；所述外筒设有接入冷却水的冷却水管道，对通过所述外筒一端的进气口引入到空腔内的反应腔尾气进行冷却，并使冷却后的尾气从所述外筒另一端的出气口释放到颗粒过滤器。

【技术特征摘要】
1.一种MOCVD设备的尾管冷却装备，其特征在于，在所述MOCVD设备的反应腔与颗粒过滤器之间设有尾管前段；所述尾管冷却装备设置的一个两端开口、内部为空腔的外筒，接入到该尾管前段；所述外筒设有接入冷却水的冷却水管道，对通过所述外筒一端的进气口引入到空腔内的反应腔尾气进行冷却，并使冷却后的尾气从所述外筒另一端的出气口释放到颗粒过滤器。2.如权利要求1所述的尾管冷却装备，其特征在于，所述冷却后的尾气温度在30-50摄氏度。3.如权利要求1所述的尾管冷却装备，其特征在于，所述尾管冷却装备连接至所述尾管前段靠近颗粒过滤器一侧的管路，使所述外筒的进气口连接至尾管前段的末端，出气口直接连接至颗粒过滤器的入口。4.如权利要求1所述的尾管冷却装备，其特征在于，所述尾管冷却装备的冷却水管道与MOCVD设备反应腔配备的工艺冷却水降温装置连接，向所述冷却水管道接入工艺冷却水。5.如权利要求1所述的尾管冷却装备，其特征在于，所述外筒包含相连接的第一筒体和第二筒体；所述第一筒体的第一端设有法兰接口作为进气口...

【专利技术属性】
技术研发人员：马后永，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31